孫云鑄出身于書香門第，父親在清末中過秀才，民國時期又攻讀法律，并從事工商業(yè)，思想務(wù)實(shí)、開明，這為孫云鑄從小接受新思想、新文化提供了家庭環(huán)境。1910年他來到南京上中學(xué)，并于1914年畢業(yè)后，考入天津北洋大學(xué)預(yù)科。1916年轉(zhuǎn)為本科，學(xué)習(xí)采礦。1918年轉(zhuǎn)入北京大學(xué)地質(zhì)系，1920年為該系首屆畢業(yè)生。畢業(yè)后，他留校做助教，同時兼任農(nóng)商部地質(zhì)調(diào)查所古生物研究室的科研工作。1926年前往德國哈勒大學(xué)學(xué)習(xí)，并于1927年獲理學(xué)博士學(xué)位后回到祖國。孫云鑄從德國留學(xué)回國后，任北京大學(xué)地質(zhì)系古生物學(xué)教授。1935年，他前往歐美考察，1936年回國任廣州中山大學(xué)訪問教授。1937年以后，他擔(dān)任西南聯(lián)大地質(zhì)地理氣象系主任。抗日戰(zhàn)爭后，任北京大學(xué)地質(zhì)系主任。1950年兼任全國地質(zhì)工作指導(dǎo)委員會委員；1952年擔(dān)任地質(zhì)部教育司司長；1955年兼任地質(zhì)部礦產(chǎn)研究所副所長；1960年出任地質(zhì)部地質(zhì)科學(xué)研究院副院長。
身為我國古生物學(xué)和地層學(xué)的開拓者之一，孫云鑄在古生物和地層學(xué)方面成就卓著，特別是在三葉蟲古生物學(xué)和寒武紀(jì)地層學(xué)、古生物學(xué)與地層學(xué)理論、地質(zhì)學(xué)史等方面的研究做出了重要貢獻(xiàn)。因此，他曾享有“孫寒武”的美名。
三葉蟲在6億年前的寒武紀(jì)開始出現(xiàn)，它歷經(jīng)整個古生代的漫長生物發(fā)展過程，在22億年前的二疊紀(jì)末滅絕，是節(jié)肢動物門的一個綱。它是古生代，特別是寒武紀(jì)留下的大量對鑒定和研究地層地質(zhì)年代很有價(jià)值的“標(biāo)準(zhǔn)化石”。在廣泛的地質(zhì)調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上，孫云鑄填補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域的部分研究空白。他在1924發(fā)表的《中國北方寒武紀(jì)動物化石》和1931年發(fā)表的《中國中部和南部奧陶紀(jì)三葉蟲》以及1935年發(fā)表的《中國北部上寒武紀(jì)之三葉蟲化石》這3部研究三葉蟲的學(xué)術(shù)專著，再加上相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，所有這些研究成果為中國古生物學(xué)和寒武紀(jì)地層學(xué)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。其中，孫云鑄所著的《中國北方寒武紀(jì)動物化石》是作為《中國古生物志》的第1號第4冊出版的，它不僅是我國學(xué)者公開發(fā)表的第一部大型古生物學(xué)專著，而且在我國古生物學(xué)發(fā)展史上具有劃時代的歷史意義。在他的論文和專著中，分析和研究了三葉蟲化石數(shù)十個屬，100多個種。孫云鑄發(fā)現(xiàn)、描述和建立了18個新屬，86個新種，其中屬于晚寒武世的新屬12個，新種53個，且全部是標(biāo)準(zhǔn)化石，特別是方頭蟲、蒿里山蟲和長山蟲均為上寒武鳳山階和長山階的標(biāo)準(zhǔn)帶化石。上述研究工作，使他對我國晚寒武世三葉蟲化石和地層分布做了詳盡而透徹的論述。
在考察和研究三葉蟲的同時，孫云鑄還研究了寒武紀(jì)地層學(xué)，尤其是生物地層學(xué)，在發(fā)表的《關(guān)于中國寒武紀(jì)地層界線問題》一文中，他全面論述了我國寒武紀(jì)的頂、底界及內(nèi)部的界線，并第一次提出了寒武系的地層系統(tǒng)。
1949年后，孫云鑄在三葉蟲古生物學(xué)和寒武紀(jì)地層學(xué)研究的研究領(lǐng)域，不斷開拓創(chuàng)新，取得新的理論突破。50年代在《寒武紀(jì)下界問題》這篇公開發(fā)表的論文中，他指出我國寒武系與震旦系之間存在不整合問題，寒武系內(nèi)產(chǎn)三葉蟲等明顯的化石，應(yīng)列為古生界的第一系；中國的寒武紀(jì)海侵是由南向北推進(jìn)的，因而寒武系的下界應(yīng)為饅頭頁巖與景兒峪灰?guī)r之間。60年代他在《中國寒武紀(jì)地層劃分問題》這篇重要的論文中強(qiáng)調(diào)，由于寒武系含有顯著的生物化石群，所以古生物界的底界應(yīng)為寒武系的底界，并指出按中國實(shí)際情況將古生界分為三個系。
在長達(dá)半個世紀(jì)的科學(xué)探索生涯中，他將主要時間和精力放在三葉蟲和寒武紀(jì)地層的科考、分析和論證上，先后開創(chuàng)性地提出了寒武紀(jì)地層劃分方案，建立的階名、化石帶絕大部分為地質(zhì)學(xué)界所繼承。
作為我國最早開展古生物、地層學(xué)研究的專家，孫云鑄的科研內(nèi)容和對象是多方面的，其中他在其他門類化石和其他時代的地層的研究中取得的重要成果，受到國內(nèi)外同行的關(guān)注和好評。
早在1931年，孫云鑄在其“中國的含筆石地層”的論文中，系統(tǒng)準(zhǔn)確地描述了中國下古生界的含筆石地層的上下順序和橫向分布與對比。這篇中國第一篇總結(jié)分析含一個門類化石的地層分布的學(xué)術(shù)論文，受到學(xué)術(shù)界的好評。不久，孫云鑄又出版了《中國奧陶紀(jì)與志留紀(jì)的筆石》，這是中國地質(zhì)專家撰寫的第一部筆石專著，他在專著中將筆石概括為7族，12屬，43種，大大豐富了我國在該領(lǐng)域的認(rèn)識廣度和深度。
頭足動物化石和珊瑚動物化石，是他同期研究的兩個重要方面，并取得豐碩成果。1935年孫云鑄便指出衛(wèi)德金氏尖棱菊石是晚泥盆世佘田橋階的標(biāo)準(zhǔn)化石；兩年后，他發(fā)現(xiàn)山東濟(jì)南的山東內(nèi)角石屬是中國最古老的全殼亞目化石；1939年孫云鑄又在廣西建立劉氏假腹菊石和假提羅菊石屬是上二疊統(tǒng)最高層位的標(biāo)準(zhǔn)化石的學(xué)說，具有重要的地層學(xué)意義。1958年在《湖南上泥盆紀(jì)珊瑚化》這部專著中，他描述珊瑚化石6屬20種，包括2個新屬，1個新亞屬，15個新種。早在1936年，他發(fā)表了研究棘皮動物的論文《芒刺海林檎化石在中國的發(fā)現(xiàn)》，這是中國專家首次發(fā)表有關(guān)棘皮動物物化石的學(xué)術(shù)文章。
20世紀(jì)40年代中后期，他對其他地層學(xué)問題的研究集中在對云南區(qū)域地層的劃分、對比工作上。為此，孫云鑄先后發(fā)表了《云南的志留紀(jì)地層》、《云南的泥盆紀(jì)地層》、《云南古生代地質(zhì)問題》等學(xué)術(shù)論文，從而建立起云南地區(qū)古生物地層系統(tǒng)。新中國成立后，在孫云鑄與常安之共同發(fā)表的《南嶺粵中區(qū)里阿斯統(tǒng)地層的劃分與對比》中，科學(xué)地論證了廣東開恩地區(qū)的金雞含煤地層屬濱海淺海相沉積，上與中侏羅統(tǒng)呈不整合接觸，下與上二疊統(tǒng)呈假整合接觸；肯定了南嶺里阿斯期海侵方向自西南向東北，并可能越過南嶺；將金雞含煤地層大致對比于歐洲的下侏羅統(tǒng)中部的辛涅繆爾階和普林斯巴階；指出瑞替階屬于下侏羅統(tǒng)里阿斯階；否定南嶺無煤論，指出應(yīng)在古陸邊緣找煤，這對緩解“北煤南運(yùn)”意義重大。
從20世紀(jì)20年代到60年代，孫云鑄在古生物學(xué)與地層學(xué)理論的研究方面做出了重要成績。1928年他根據(jù)中三疊統(tǒng)上部所產(chǎn)鋸菊石類化石的口緣和住室特征，認(rèn)為這類生物適應(yīng)于碳酸鹽巖石地淺海環(huán)境，并研究了鋸菊石類動物的生存方式。該理論成為習(xí)性古生物學(xué)、功能形態(tài)學(xué)和古學(xué)的經(jīng)典著作。
他在地層古生物學(xué)和生物地理學(xué)研究方面取得的新進(jìn)展有：在1959年發(fā)表的《從古生物混合群組合論中國古生代各系間的界線》這篇論文中，孫云鑄指出“混合生物群”問題，即不同時代的生物化石往往出現(xiàn)在同一層中，造成地層時代的確定困難。在此基礎(chǔ)上，他認(rèn)為“灣灣統(tǒng)動物群應(yīng)歸于上寒武統(tǒng)，五峰頁巖動物應(yīng)歸入上奧陶統(tǒng)，妙高山層動物群應(yīng)歸于上志留統(tǒng)，五通砂巖動物群應(yīng)歸于上泥盆統(tǒng)，馬平灰?guī)r動物群應(yīng)歸于上石炭統(tǒng)，合山層動物群應(yīng)歸于上二疊統(tǒng)之上部”。1962年，孫云鑄在《海侵的基本概念與問題》一文中，闡述了海侵的基本概念；分析了與海侵相關(guān)的問題；探討了中國古生代各個紀(jì)海相動物群和生物地理區(qū)的劃分及其演變，為中國生物地理學(xué)的研究開創(chuàng)了新天地。
在從事地層、古生物研究的同時，孫云鑄還開展了大地構(gòu)造的考察和研究。在1945年發(fā)表的《早古生代中緬地槽的范圍與特征》一文中，他認(rèn)為云南西部和緬甸北部、西部的強(qiáng)烈褶皺造山帶，在早生代為一狹長的地槽，后來下古生界呈線形褶皺，巖漿頻繁活動，具有優(yōu)地槽的特征。該文成為云南區(qū)域地質(zhì)、大地構(gòu)造的研究和特提斯海槽的理論基石。
身為地質(zhì)教育工作者，孫云鑄在數(shù)十年的辛勤耕耘中培養(yǎng)出一大批專業(yè)人才。他在教學(xué)工作中注重結(jié)合我國地質(zhì)科學(xué)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)和需求，重視理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐的結(jié)合，不僅開設(shè)古生物學(xué)、地層學(xué)、地史學(xué)課程，還在我國首開中國標(biāo)準(zhǔn)化石課程。新中國成立后，他把教書育人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為“嚴(yán)、選、放、行”四個字，即嚴(yán)格要求，善選尖子，大膽放手，躬行實(shí)踐。他的許多學(xué)生已成為我國地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的棟梁之材。
孫云鑄還擔(dān)任了許多學(xué)術(shù)和社會團(tuán)體的工作職務(wù)。1929年中國古生物學(xué)會成立，孫云鑄當(dāng)選為第一屆理事長，并分別在1945、1955、1961年度被選為理事長。孫云鑄也是中國地質(zhì)學(xué)會的創(chuàng)始人之一，曾歷任該學(xué)會書記、理事、常務(wù)理事、副理事長、理事長。1948年，他當(dāng)選為國際古生物學(xué)會副主席。1958年，他被選為蘇聯(lián)古生物學(xué)會名譽(yù)委員。他是第二、三四屆全國政協(xié)委員，第三屆全國人大代表。
幾十年中，孫云鑄院士為了科學(xué)事業(yè)，為了祖國的發(fā)展和人民的利益忘我地工作，為祖國的古生物學(xué)、地層學(xué)和地質(zhì)學(xué)教育事業(yè)做出了杰出的貢獻(xiàn)。
主要論著
1YCSun，Contributions to the Cambrian Fauna of North China，PalSinica，serB，1924，1(4)：1～109，plsⅠ—Ⅴ.
2YCSun，Cambrian，Ordovician and Silurian of China，ⅩⅣe Congres Geologique International，Espagne，1926，Compte Rendus，1927：725～734.
3YCSun，Mundsaum und Wohnkammer der Ceratiten des Oberen Muschekalk s，Leipzig，Verlag von Max Weg，1928.
4YCSun，Ordovician Trilobites of Central and Southern China，Pal Sinica，serB，1931，7(1)：1～47，plsⅠ—Ⅲ.
5YCSun，Ordovician and Silurian Graptolites of China，PalSinica ，serB，1933，14(1)：1～71，plsⅠ—Ⅶ.
6YCSun，The Upper Cambrian Trilobite Faunas of North China，Pal Sinica，serB，1935，7(2)：1～93，plsⅠ—Ⅵ.
7YCSun，Lower Ordovician Graptolite Faunas of North ChinaPalS inica，serB，1935，14(2)：1～20，pls１—Ⅱ.
8YCSun，Sino-Brumese Geosynclines of Early Palaeozoic Time with Special Referenc to Its Extent and Character，BullGeolSocChina，1945，25：1 ～8.
9YCSun，The Pacific—A Main Centre of Dispersal of Early Palaeozo ic Life (Abstract)，International Geological Congress，Report of the Eighteenth Session，Great Britain，Part Ⅹ，p26，1948.
10孫云鑄，關(guān)于中國寒武紀(jì)地層界線問題，中央研究院地質(zhì)研究所叢刊，第8號， 1948：323～330。
11孫云鑄、張席禔、郝詒純、楊遵儀、徐仁、周明鎮(zhèn)，古生物地史學(xué)，地質(zhì)出版社，1955。
12孫云鑄，寒武紀(jì)下界問題，地質(zhì)學(xué)報(bào)，1957，37(3)：231～239。
13YCSun，The Upper Devonian Coral Faunas of HunanPalSinica，new serB，1958，8：1～28，plsⅠ—Ⅺ.
14孫云鑄，從古生物混合群組合論中國古生代各系間的界線，地質(zhì)論評，1959，1 9(3)：99～102。
15孫云鑄、常安之，南嶺粵中區(qū)里阿斯統(tǒng)地層的劃分與對比，古生物學(xué)報(bào)，1960 ，8(2)：133～154。
16孫云鑄，中國寒武紀(jì)地層劃分問題，地質(zhì)學(xué)報(bào)，1961，41(3～4)：285～289。
17孫云鑄，海侵的基本概念與問題(著重討論中國古生代各紀(jì)動物群及其分區(qū))， 地質(zhì)學(xué)報(bào)，1963，43(2)：99～115。
