孫元化為一代儒將，其祖父孫抬是明給事中孫浚的后裔，居江東高橋鎮(zhèn)(今上海浦東)，有子3人。父親孫繼統(tǒng)，致力于詩作，不愿為官，后遷居嘉定。明神宗萬歷九年(1581)，孫元化出生在嘉定縣高橋何家弄，后遷居嘉定縣城。他“天資異敏，好奇略”，曾到上?？h徐光啟學(xué)館受業(yè)。明萬歷四十年（1612）舉人，從徐光啟學(xué)習(xí)火器和數(shù)學(xué)，只因熱心西學(xué)，未能考中進(jìn)士，遂放棄科舉功名，潛心研究西學(xué)。

    孫元化因恩師徐光啟接觸到西洋教士和西學(xué)。在徐光啟入教后，他確認(rèn)天主教能“補(bǔ)益王化，左右儒術(shù)，救正佛法”后，于天啟元年(1621)在北京受洗入教，即邀請洋教士到家鄉(xiāng)嘉定開教，遂使嘉定成為中國天主教活動中心之一。

    天啟二年（1622），遼省防務(wù)吃緊，孫元化向朝廷條呈《備京》、《防邊》兩策，受到朝廷的重視。兵部尚書孫承宗出任薊遼經(jīng)略，用孫元化筑臺制炮主張，筑寧遠(yuǎn)城，孫主其事。后經(jīng)侯震旸保薦從軍遼東，協(xié)同袁崇煥駐守寧遠(yuǎn)，對袁崇煥等幫助極大，袁崇煥譽(yù)為“識慧兩精”。次年，孫助袁崇煥守寧遠(yuǎn)，天啟六年，努爾哈赤率6萬大軍號稱20萬猛攻寧遠(yuǎn)，明軍城頭共布置有11門大炮，威力驚人，努爾哈赤身受重傷，七個月后病死，史稱“寧遠(yuǎn)大捷”。事實(shí)證明筑臺制炮是抗金最佳方略。

    由于奸人魏忠賢專權(quán)，袁崇煥被迫引退，孫元化也被罷官回鄉(xiāng)。

    崇禎元年（1628），崇禎接位，誅殺魏忠賢，袁崇煥復(fù)出，點(diǎn)名要孫元化襄贊遼省軍務(wù)。第二年，金兵直犯北京，多疑的崇禎中了皇太極的反間計，冤殺袁崇煥。孫元化在關(guān)內(nèi)關(guān)外隔絕的困境中，團(tuán)結(jié)將士，借助西洋大炮，駐防的八城、二十四堡屹立不動。

    孫元化力主以廣寧為抗金前沿陣地，逐步向前推進(jìn)。明廷未采納其正確主張。崇禎三年一月，孫元化隨孫承宗鎮(zhèn)守山海關(guān)，三月加山東按察副使，五月兵部尚書梁廷棟破格薦用孫元化升登、萊二州巡撫。孫元化在登州網(wǎng)羅西學(xué)英才，大膽募用西士，組建一支有27名歐人的外籍軍團(tuán)，使登州成為“東陲之西學(xué)堡壘”。后袁崇煥殺毛文龍，皮島舊將嘩變，登萊巡撫孫元化接收了皮島的叛將孔有德、耿仲明、李九成等人?？子械卤蝗蚊鼮轵T兵參將，耿仲明則被派往登州要塞。

    崇禎四年八月，皇太極率清兵攻大凌河（今遼寧錦縣），祖大壽圍于城內(nèi)，糧盡援絕。孫元化奉命派兵赴援。孫元化撫登時，遼人避戰(zhàn)亂居山東者十萬余人，孫認(rèn)為遼人可用，重用了一批遼將，今要赴援遼省，急令孔有德以八百騎趕赴前線增援。然登州遼東兵與山東兵素不和，孔有德抵達(dá)吳橋時，因遇大雨春雪，部隊給養(yǎng)不足，士兵搶劫嘩變?？子械率苊凝埮f部李九成之子李應(yīng)元的煽動，在吳橋發(fā)動叛亂，史稱“吳橋兵變”。后孔有德倒戈殺回山東半島，連陷臨邑、陵縣、商河、青城諸城，率兵直趨登州。孫元化急令張燾率遼兵守登州城外，與總兵官張可大發(fā)兵抗擊，兩路成合擊之勢。然張燾與孔有德舊識，張燾的兵卒隨即投入孔有德行列，而張可大部大敗。與孔有德是舊交的登州中軍耿仲明、陳光福等，舉火開門響應(yīng)，崇禎五年一月登州失陷?？偙鴱埧纱笞詺?，孫元化戰(zhàn)敗自刎未遂，為叛軍所俘。囹圄中的孫元化對孔有德等叛將曉以利害，明以大義，孔有德回心轉(zhuǎn)意，請求招安。朝廷也同意孫元化帶罪招撫，但巡按王道純藏匿了詔書，叛軍長時間求招安不得，復(fù)亂。孫元化又說服叛軍，讓他回朝陳明真相。孫元化返京之際，王道純襲擊叛軍，亂事擴(kuò)大。兵變發(fā)生后，朝中多言孫元化已反。三月孫元化、余大成等人被逮至京師鎮(zhèn)撫司，為政敵余應(yīng)桂、李夢辰、路振飛所陷害，獄中曾遭嚴(yán)刑。至此，孫元化有口難辯，被崇禎以禍亂之首判處死罪。首輔周延儒欲免元化死罪，求救于徐光啟，終無法挽回。最后余大成、宋光蘭、王征等遣戍充軍，崇禎五年七月二十三日，孫元化與張燾同被處死。孫元化在北京西市斬首，年僅51歲。

    聽完徐光啟的陳述，崇禎這才記起孫元化此人，也幸虧現(xiàn)在是崇禎五年三月，這要是再過幾個月，這孫元化就已經(jīng)被這時空的崇禎給殺了，還好來的及補(bǔ)救！“傳旨，朕已知悉孫元化之作為，乃是一心為我大明，此前朕受余應(yīng)桂，李夢辰，路振飛謠言蠱惑，使孫愛卿蒙受不白之怨。著東廠緝拿余應(yīng)桂，李夢辰，路振飛三人入詔獄，嚴(yán)加審訊！三人九族盡數(shù)緝拿，聽候發(fā)落。即日起孫元化去除一切罪名，令其入皇家軍工基地任職，專司火器司，協(xié)助宋應(yīng)星及徐光啟研發(fā)制造火器，欽此！”