他1995年接觸籃球運動，2007年6月，孫悅在NBA選秀中獲得第二輪第40位的選擇權，歸屬於湖人隊，2008年正式進入NBA聯賽，曾先後在洛杉磯湖人隊和紐約尼克斯隊打球，雖然跟隨湖人隊贏得了總冠軍，使孫悅成為繼他人之後第二位獲此榮譽的中國球員，但他的NBA生涯並不順利，經曆了多次被球隊裁撤和解約的情況，導致孫悅的NBA發展未能持續很久。他和NBA之間，好像缺少一些相互的共鳴。回看孫悅在NBA的那段時光，他仿佛始終在聯盟的邊緣遊蕩。從被選上，到次年才簽約，接著季前賽表現不佳，最終被下放。孫悅在NBA的這段經曆短暫而平淡，看似波瀾不驚，卻讓人一直掛念，直到結束。

2007年6月28日，孫悅獲得了洛杉磯湖人隊的青睞，他們將他置於第二輪第40順位進行挑選。孫悅在國際賽場上的出色發揮，為他最終能夠進入NBA打下了堅實的基礎。在選秀儀式開始之前，孫悅已經向九支不同的球隊展示了自己的球技，但湖人隊並未邀請他參加試訓。盡管如此，湖人隊的球探還是多次前往奧神在洛杉磯的主場，對孫悅進行了細致的觀察和分析，因此對這位球員非常熟悉，並最終決定選中他。盡管當年沒有簽約，但並不能阻礙孫悅進軍NBA。

2008年8月26日，孫悅在奧運會上的出色發揮為他贏得了與湖人隊的合約機會。9月25日，就在訓練營啟動前夕，湖人隊專門為孫悅舉辦了一場新聞發布活動。麵對媒體記者的提問，孫悅用英語回答得非常流利。當被問及自己是否能夠融入湖人的戰術體係時，孫悅表示自己早已開始鑽研三角進攻戰術。孫悅展現出的這份自信心，讓人們開始對他刮目相看，認為這個年輕人潛力巨大。孫悅於次日確診罹患單核細胞綜合症，因而缺席了將近一周的訓練時光。

2008年10月4日，孫悅回到訓練隊伍，五天後他首次亮相賽場。在此期間，他的訓練內容從基礎的傳球和接球，逐步過渡到投籃練習，最後進行分組對抗，但整個過程都顯得馬虎隨意。這種訓練方式為後續的比賽埋下了伏筆。由於缺少高強度的係統訓練，孫悅在體能和身體對抗方麵暴露出明顯短板，這些問題持續困擾了他很長時間。

2008年10月10日，孫悅代表湖人隊參加與快船隊的季前賽，首次亮相表現很不成熟，投籃零命中並送出一次犯規，未能獲得任何分數。他錯失了多個輕鬆得分的機會，在持球進攻時也難以突破。與隊友的協作缺乏協調，顯得格格不入。孫悅在整個賽季初期幾乎與球隊脫節，直到10月24日才首次在比賽中取得得分。

2008年10月22日，孫悅代表湖人隊參加與山貓隊的季前賽，比賽進行到上半場最後階段，時間還剩四分二十秒，孫悅迎來了個人進攻的時機，在外圍投籃時迫使費爾頓犯規，盡管形成了罰球機會，孫悅卻未能把握住，最終失去了得分良機，可能是心理過於緊張，他在罰球線上連續三次嚐試罰球均告失敗，讓眾多球迷感到非常遺憾，緊接著在球隊下一波進攻中，孫悅再次嚐試中距離投籃，但這次嚐試同樣以偏出籃筐而告終。

2008年10月24日，孫悅代表湖人隊與山貓隊進行季前賽，首次取得進球。比賽臨近結束，剩餘兩分多鍾，孫悅被換上賽場。緊接著，他促使布朗出現失誤，導致對方犯規。僅剩一分鍾多一點時，孫悅罰球命中一球，成功為湖人隊拿下首個得分，場邊的替補隊友們因此露出喜悅表情。又過了不到二十秒，孫悅再次促使布朗犯規，並連續罰中兩球。這是孫悅在NBA聯賽中的初次得分。

2008年10月25日，孫悅代表雷霆隊參加季前賽，比賽臨近尾聲時，他登場亮相，在場上進行表演，還剩15秒，孫悅持球，用右手進行運球，同時運用欺騙性動作迷惑對手，接著換左手繼續運球，再次施展迷惑性動作，然後突然加速，朝著罰球線方向前進。左側的雷霆隊防守球員迅速上前，形成包夾之勢，孫悅右腳作為支點，突然急停，緊接著用背部頂住編號為5的球員，進行背身轉身動作，衝入合理衝撞區外一步，隨即起跳，完成投籃，球應聲入網，整個過程行雲流水，沒有絲毫停頓，幫助自己的季前賽畫上圓滿的句號。整個季前賽孫悅8中1，總得5分。

2008年10月28日，孫悅在湖人隊最終確定新賽季陣容時脫穎而出，擊敗了考比-卡爾，成功進入了14人的候選名單。然而，在隨後的時間裏，許多媒體，例如《洛杉磯時報》，開始猜測湖人隊可能會在11月末NBDL開賽之後，將孫悅調往發展聯盟。但是，湖人隊方麵並沒有公布具體的安排。

2008年11月28日，NBDL正式開打，洛杉磯防守者隊的陣容裏依然看不到孫悅的身影。有當地媒體透露，孫悅即便被下放到發展聯盟接受訓練，也並非整個賽季都會留在那裏。聯盟章程明確指出，新秀球員在加盟NBA後的最初兩個賽季，具備被俱樂部派往NBDL參賽的資格，每個賽季最多可被調往次級聯賽三次，相應地，他們也有三次被召回母隊的機會。

2009年6月1日，孫悅跟隨球隊獲得了2008-2009賽季NBA西部聯賽的冠軍，6月15日，他又隨隊奪得了NBA的總冠軍，從而成為了第二位獲得這項榮譽的中國籍球員。

二零零九年六月二十一日，孫悅在球隊贏得最高榮譽後，立刻返回祖國進行訓練，為八月份將要進行的亞洲賽事做準備，結果因此沒能參加湖人的暑期訓練營。

2009年8月1日，湖人最終選擇解約孫悅，然而孫悅所經曆的NBA征程，與王治郅、姚明、巴特爾、易建聯所走的完全不同。作為後衛位置，孫悅遭遇的競爭環境更為嚴酷，並且他從ABA聯賽便開始融入美國籃球氛圍，這比先前的“長城們”所達到的深度更為顯著。而湖人教練菲爾·傑克遜也評價了孫悅的表現：要謝謝孫悅，他具備職業球員的素養，也為隊伍提供了幫助，雖然他在比賽中沒太多時間表現，但他的訓練十分努力，並且是球隊的快樂源泉。老菲爾自然記得對弟子們說些臨別的體己話，他這樣說道：孫悅給咱們隊伍注入了不少新鮮元素，他年紀輕輕，前途不可限量，衷心祝願他前程似錦。