孙腾，字龙雀，咸阳石安人氏。祖通，仕沮渠氏为中书舍人，沮渠氏败，入魏，定居北部边地。腾富贵后，魏赠通使持节、侍中、都督雍华岐豳四州诸军事、骠骑大将军、司徒公、尚书左仆射、雍州刺史，赠腾父机使持节、侍中、都督冀定沧瀛殷五州诸军事、太尉公、尚书令、冀州刺史。
腾少年时朴实坦诚，熟悉吏事。魏正光年中，北方动乱，腾冒着危险偷渡关戍，来到了秀容。适逢尔朱荣树起义旗，腾便跟随尔朱荣进入洛阳，依例升任冗从仆射。不久为高祖都督府长史，随从高祖东征邢杲。军队驻扎齐城时，抚宜镇军人阴谋造反，欲害督帅。腾探听到了这一消息，急忙报告高祖。事情很快爆发，由于高祖事前做了防备，擒获了这伙叛乱分子。朝廷拜高祖为晋州刺史，腾做长史，加后将军，封石安县伯。高祖从晋阳动身经过滏口，抵达襄垣，尔朱兆领众从后追来。高祖在水边同兆宴饮，互相结拜兄弟后，各归军营。第二天清晨，兆又召高祖，高祖想安慰安慰他，打算前往，上马之前，腾拉着衣服给以了劝阻。于是兆便隔水谩骂，骑马赶回晋阳。这样，高祖就率部向东进发了。
当高祖起义信都时，腾因真心诚意地投入，故常参与大事的策划。腾认为朝廷隔绝，无法对其发号施令，不权且立一人为帝，那么人心就会思散，所以屡次向高祖建议，而得采纳，于是中兴主被立为帝。拜侍中，很快加使持节、六州流民大都督、北道大行台。高祖向邺城进军，让段荣留守信都，不久，改派荣镇驻中山，改令腾居守信都。攻克邺城后，授腾相州刺史，改封咸阳郡公，增加封邑连前合计一千三百户。入朝后为侍中。这时魏京兆王愉的女儿平原公主正在守寡，腾想娶她为妻，但却遭公主拒绝。侍中封隆之无妻，公主想嫁给他，腾因此嫉妒隆之，而且矛盾闹得好大。高祖上书皇帝，请免朝官，任命其为外职，很快又复原位。
孙腾为高祖心腹，居于高祖门下，同斛斯椿等共掌机密。椿已滋发异心，因而两人关系总是不能协调。腾深受猜忌，感觉到灾难马上要降临头上，于是秘密率领十余骑奔赴晋阳。高祖领兵讨伐斛斯椿，留腾行并州刺史事，又任命他为冀相殷定沧瀛幽安八州行台仆射、行冀州刺史事，复行相州刺史事。
天平初年，入朝为尚书左仆射，并主持内外所有的大事，兼司空、尚书令。此时西魏遣将寇掠南兖，帝诏令腾为南道行台，统领诸位将领攻打。腾怯懦，缺少威略，结果失败而返。又拜司徒。当初北境边地战乱兴起时，腾丢失一女，富贵起来后，派人到处访问寻找，却没有获得线索，怀疑女儿成了他人的奴婢。腾为司徒后，凡有奴婢来请求成为良人时，并不问虚实，一概应允，其目的，是希望免除更多的人的奴婢身份，从中找到自己的女儿。高祖入朝，有人将这一情况作了报告，听说此事，高祖极其恼怒，撤掉了他的司徒官职。武定中，受命出使青州，搜括浮逃户口，归，迁太保。早些年，博陵人崔孝芬收养贫寒人家的女子为养女，孝芬死，他的妻子改嫁郑伯猷，也将这个养女贾氏带到了郑家。贾氏年轻美貌，孙腾就将她娶到家来，开始是妾，其妻袁氏身亡，腾认为贾氏养了儿子，便扶她做了正，帝诏封为丹阳郡君，腾又请求朝廷将前妻袁氏的爵号回授给女儿。这类违礼肆情之事还可举出一些。
腾早年依附高祖，艰辛劳苦，恭谨勤勉，深得敬重。当高祖将其安插入魏朝廷后，对其寄予重望，但他得志之时，骄狂傲气，予夺由己，求财纳贿，不知节制；生官死赠，不行贿赂是办不成功的；官府收藏的银器，他则盗为家有；亲近小人，重在聚敛。居住邺城，与高岳、高隆之、司马子如被人称为“四贵”，但其专恣非法，无所不为，在这几人中最为突出。高祖曾经多次指责规劝，但他不能收敛，因此深受朝野人士的讥讽嘲笑。武定六年(548)四月薨，时年六十有八。赠使持节、都督冀定等五州诸军事、冀州刺史、太师、开府、录尚书事，谥号文。天保初，以腾有佐辅之功，文宣帝诏令祭告其墓。皇建中，配享高祖庙庭。子凤珍继嗣。凤珍愚昧平庸，武平中，死在开府仪同三司位上。