孫儷的父母於1995年離婚，孫儷跟著母親生活。她的父親幾年後再婚，並生一女，取名孫艷。長春國貿看到有報導，孫儷非常疼愛這個同父異母的妹妹，兩人關係特別好，妹妹也很信任孫儷，會將很多秘密告訴孫儷，兩人就像是閨蜜一樣。每年的假期妹妹都會來她家住一段時間，孫儷還喜歡帶她一起出去旅遊。妹妹的教育費用也一直都是孫儷承擔。
早在孫儷出演《上海灘》時就帶著妹妹進劇組客串，在《甄嬛傳》時，看完劇本的孫儷特意嚮導演提議，讓孫艷出演童年時代的甄嬛妹妹玉嬈。當時還是孫儷的媽媽帶著孫艷去的橫店。孫艷因此第一次拿到片酬，孫儷還讓她留下合約作為紀念。
被問如果妹妹想往娛樂圈方面發展，是否會同意？孫儷表示，「我妹妹如果想當演員的話，我會給她推薦。因為她外表還可以吧，但她也知道作為一個演員內在比外表重要。」據悉，如今高中生的孫艷學習學習也非常用功，是全年級數一數二的學霸。
