孙美晨，1998年11月1日出生于
河北省沧州市，中国女子游泳运动员，现效力于中国地质大学游泳队。
2013年9月9日，在
中华人民共和国第十二届运动会女子100米自由泳决赛中，孙美晨以55秒09的成绩获得第7名。
2014年9月13日，在
河北省第十四届运动会游泳女子甲组自由泳全能50米比赛中，孙美晨以25秒69的成绩获得冠军，并打破该项目的河北省记录。9月14日，在河北省第十四届运动会游泳女子甲组800米自由泳比赛中，孙美晨以8分52秒76的成绩获得冠军。9月15日，在河北省第十四届运动会游泳女子甲组200米蝶泳比赛中，孙美晨以2分14秒44的成绩获得冠军。9月21日，在
2014年仁川亚运会女子4×100米自由泳接力预赛中，孙美晨与
邱钰涵、
陈欣怡、
周羿霖组成的中国队以3分39秒41的成绩位列第1，晋级决赛；中国队在决赛中获得冠军，但孙美晨被替换，未能出战。10月25日，在2014年国际泳联短池世界杯北京站女子100米自由泳决赛中，孙美晨以53秒54的成绩获得季军。
2015年1月30日，在2015年澳大利亚珀斯四国游泳对抗赛女子200米混合泳决赛中，孙美晨以2分19秒95的成绩获得第8名；在2015年澳大利亚珀斯四国游泳对抗赛女子4×50米自由泳接力决赛中，孙美晨与邱钰涵、
叶诗文、
沈铎组成的中国队以1分42秒33的成绩获得季军。4月，在2015年全国游泳冠军赛中，孙美晨获得女子100米自由泳第5名。7月19日，孙美晨入选2015年喀山游泳世锦赛中国游泳队参赛名单。10月23日，在中华人民共和国第一届青年运动会女子4×200米自由泳接力比赛中，孙美晨与
刘子璇、耿梦雨和
李冰洁组成的石家庄队以8分01秒14的成绩获得冠军。10月24日，在中华人民共和国第一届青年运动会女子100米自由泳比赛中，孙美晨获得季军。11月2日，孙美晨被
国家体育总局授予
运动健将称号。
2016年4月9日，在2016年全国游泳冠军赛女子100米自由泳决赛中，孙美晨以55秒05的成绩获得第5名。7月18日，孙美晨入选
2016年里约奥运会中国体育代表团游泳项目运动员名单。8月7日，在2016年里约奥运会女子4×100米自由泳接力预赛中，孙美晨与
朱梦惠、
唐奕、沈铎组成的中国队以3分37秒25的成绩名列第9，无缘决赛。9月，在2016年全国游泳锦标赛女子4×100米自由泳接力决赛中，孙美晨与刘子璇、周羿霖、李冰洁组成的河北队以3分42秒10的成绩获得季军。11月19日，在2016年亚洲游泳锦标赛女子4×100米自由泳接力决赛中，孙美晨与唐奕、沈铎和朱梦惠组成中国队以3分37秒10的成绩获得冠军，并打破该项目的赛会纪录。12月12日，在2016年国际泳联短池世锦赛女子4×50米自由泳接力决赛中，孙美晨与
唐雨婷、沈铎、朱梦惠组成的中国队以1分37秒96的成绩获得第7名，并打破该项目的亚洲纪录。
2017年4月14日，在2017年全国游泳冠军赛女子4×200自由泳接力决赛中，孙美晨与队友组成的河北队以7分53秒50的成绩获得冠军。8月31日，在中华人民共和国第十三届运动会女子4×100自由泳接力决赛中，孙美晨与
艾衍含、
杨浚瑄、邱钰涵组成跨四省组合以3分37秒64的成绩获得亚军。9月4日，在中华人民共和国第十三届运动会女子4×200米自由泳接力比赛中，孙美晨与李冰洁、刘子璇等队友组成跨单位组合以7分50秒30的成绩获得冠军。11月，在2017年亚洲室内与武道运动会中，孙美晨获得女子100米自由泳冠军、女子200米自由泳冠军、女子4×50米自由泳接力冠军、女子4×100米自由泳接力冠军和女子100米蝶泳亚军。12月，在第十七届全国大学生游泳锦标赛女子乙组100米自由泳决赛中，孙美晨以56秒44获得冠军。
2019年5月，在第35届泛波罗的海世界大学生运动会比赛中，孙美晨获得女子100米自由泳冠军、女子50米自由泳冠军、男女4×50米自由泳接力赛冠军、男女4×50米混合泳接力赛冠军。
2020年12月，在2020年湖北省大学生游泳锦标赛中，孙美晨获得女子乙组50米自由泳季军、女子乙组4×50自由泳接力季军、女子乙组100米自由泳第5名和乙组男女4×50米自由泳接力第4名。