Ngay từ khi còn nhỏ, Tôn Hồng Lôi đã có niềm đam mê với nghệ thuật, đặc biệt là nhảy múa. Vào lúc 18 tuổi, anh đã xuất sắc giành giải nhì trong cuộc thi Breakdance quốc gia và sau đó được đoàn nghệ thuật tuyển chọn. Do được nuôi dưỡng trong gia đình có bố là giáo viên triết học, đây là lý do Tôn Hồng Lôi tỏ ra nghiêm túc và cứng nhắc hơn so với người khác. Khi một nhân viên truyền hình đề nghị anh đi biểu diễn, Tôn Hồng Lôi ban đầu không tin tưởng bởi anh cho rằng mình có vẻ ngoài xấu xí và không ai muốn xem. Nhưng người này đã đáp lại: "Hãy nhìn Vương Chí Văn đi, anh ấy có thể được gọi là đẹp sao? Hãy thử biểu diễn nhé". Điều này đã thuyết phục Tôn Hồng Lôi.
Tôn Hồng Lôi khi còn 18 tuổi.
Năm 25 tuổi, Tôn Hồng Lôi quyết định dự thi vào trường Trung Hý để theo đuổi sự nghiệp diễn xuất. Tuy nhiên, do thiếu thông tin trước, anh buộc phải đăng ký học nhạc kịch - lớp duy nhất còn có chỗ. Lúc bước vào phòng thi, Tôn Hồng Lôi bị giám thị đuổi về mà không hiểu lí do. Với tinh thần kiên cường, chàng trai quay lại và hỏi tại sao mình lại bị đuổi.
Nhìn thấy sự nhiệt huyết của Tôn Hồng Lôi, giám thị cũng nói: "Anh không phù hợp với trường này, nên đi về đi". Sau đó Tôn Hồng Lôi biết rằng lí do từ giám thị là bởi vẻ ngoại hình xấu xí của anh, cộng thêm cân nặng vượt quá tiêu chuẩn của một diễn viên nhạc kịch. Không chịu ngồi yên, Tôn Hồng Lôi đáp lại rằng anh chỉ cần giảm cân là được. "Anh hãy giảm 20 cân rồi quay lại gặp tôi!", giám thị tức giận đề nghị này sau khi liên tục chỉ trích về ngoại hình và những lời không hay.
Tôn Hồng Lôi đã từng bị chê rằng "mặc dù mới chỉ 20 tuổi nhưng trông trưởng thành như người 50 tuổi"
Nhưng Tôn Hồng Lôi đã thực hiện được những điều đáng kinh ngạc, thậm chí vượt xa những kỳ vọng của các giám thị. Trong vòng 1 tháng, anh đã luyện tập 1000 lần tại phòng tập và cuối cùng đã giảm cân đi tới 36kg. Nhờ sự thay đổi đáng kinh ngạc về ngoại hình và tài năng xuất sắc của mình, Tôn Hồng Lôi đã là người duy nhất được chọn trong số hơn 700 ứng viên khác, giành được một suất tham gia Trung Hý.
Sau đó, Tôn Hồng Lôi chia sẻ rằng nếu không có lời khiển trách đó, anh có lẽ đã không có cơ hội trong lĩnh vực diễn xuất. Ngay sau khi tốt nghiệp, Tôn Hồng Lôi dành toàn bộ thời gian của mình để tham gia diễn xuất, không quan tâm đến vai diễn đó là gì. Vào năm 1999, sự tham gia trong bộ phim Đường Về Nhà của đạo diễn Trương Nghệ Mưu đã mở ra một cánh cửa mới cho sự nghiệp của nam diễn viên này. Trong quá trình quay phim, Trương Nghệ Mưu thường xuyên quát mắng và khắt khe với Tôn Hồng Lôi, thậm chí có hơn 20 lần quay lại cảnh khóc. Trương đạo diễn nhận xét rằng Tôn Hồng Lôi có năng lực nhưng cần học cách biến mình thành nhân vật thay vì chỉ đóng vai người nông dân.
Sau khi tham gia Đường Về Nhà, Tôn Hồng Lôi được rất nhiều đoàn làm phim săn đón và mời tham gia nhờ ngoại hình nam tính và mạnh mẽ của mình. Với gương mặt không quá nổi bật nhưng luôn toát lên một "hiểm ác", Tôn Hồng Lôi thường được chọn để đảm nhận các vai diễn sát thủ, xã hội đen hay những người đàn ông ít nói nhưng làm nhiều. Chinh Phục, Tiềm Phục, Thất Kiếm, Đại Nghiệp Kiến Quốc... là những bộ phim đã khắc họa tính cách diễn xuất của Tôn Hồng Lôi trong 10 năm đầu sự nghiệp. Ngoài ra, với vai diễn trong Tiềm Phục, Tôn Hồng Lôi trở thành diễn viên thứ ba trong lịch sử đoạt được danh hiệu Tam Đại (thắng cả ba giải truyền hình lớn Phi Thiên, Kim Ưng và Bạch Ngọc Lan), và cũng là diễn viên đầu tiên đạt được thành tích này chỉ với một vai diễn duy nhất.
Sau này, Tôn Hồng Lôi trở thành một diễn viên có tài năng, giống như Hoàng Bột được biết đến vì diễn xuất xuất sắc hơn là vẻ bề ngoài. Tuy nhiên, sau một số mối tình lớn trên màn ảnh, đặc biệt là khi kết hôn với Vương Tuấn Địch sau 5 năm yêu nhau, Tôn Hồng Lôi đã có một sự thay đổi. Anh từ bỏ việc đóng phim, mỗi năm chỉ nhận một bộ phim và thay vào đó là việc tham gia show diễn. Anh được yêu thích nhờ vai trò trong Thử Thách Cực Hạn và nhận được biệt danh "Vua nhan sắc" nổi tiếng. Anh cũng trở nên thân thiết với Trương Nghệ Hưng và Hoàng Bột.Sau nhiều năm "chiến đấu" trên màn ảnh, Tôn Hồng Lôi cuối cùng cũng có thành tựu riêng cho mình. Năm 2021, bộ phim Tảo Hắc Phong Bạo đã giúp anh thu hút sự hâm mộ ngày càng nhiều. Tuy nhiên, anh cũng có nhiều góc khuất trong nghề diễn, trong đó có nỗi ám ảnh với cảnh quay hôn nhau. Một sự việc đáng nhớ là vào năm 2001, anh đóng vai A Lai trong phim Như Sương Như Mưa Lại Như Gió, có tình cảm với nhân vật An Kỳ (do Lý Tiểu Nhiễm đóng).
Cảnh hôn của Tôn Hồng Lôi và Lý Tiểu Nhiễm
Trong một cảnh hôn với Lý Tiểu Nhiễm, Tôn Hồng Lôi "được xao lạc tinh thần" do mùi hôi từ miệng bạn diễn. Trước đó, Lý Tiểu Nhiễm đã ăn hoành thánh nhồi tỏi tây, gây ra mùi hôi miệng. Mặc dù đã rửa sạch kĩ lưỡng, nhưng mùi hôi không tan biến, làm Tôn Hồng Lôi cảm thấy khó chịu và mất ăn suốt 3 ngày liền trước khi cảm thấy tốt hơn. Điều này đã thuyết phục anh ta rằng, anh ấy sẽ đồng ý đóng bất kỳ vai diễn nào, trừ việc thực hiện cảnh hôn.
Tôn Hồng Lôi gần đây