孙思邈是今陕西省耀县孙家塬人。孙家塬在现在的耀县城东北方，这里是黄土高原地带，村子周围山峦重叠，没有自然水源，农民常年食用的是下雨时积存的窖水，遇到天旱，长期不下雨，窖水用完了，就得到很远的地方去运水。虽然自然条件不好，但是，这里的农民非常勤劳，除了种植庄稼外，妇女们还自己纺线织布，过着俭朴的生活。孙思邈就是在这样的环境中出生并逐渐成长的。
（一）苦难的童年
581年，也就是隋文帝开皇元年，孙思邈就出生在孙家塬的一户普通农民家里。他自幼用功读书，聪明好学，7岁的时候就能记住千余文字。到20岁时，便精通老子、庄子及诸子百家学说，他又喜好佛家经典，学识渊博。当时洛州（今洛阳）总管独孤信曾遇到孙思邈，见他博学多闻，才华横溢，赞赏他为“圣童”，对他十分器重。
可是，孙思邈从小身体瘦弱，饱尝了疾病的折磨，求医和买药的费用，几乎耗尽了家里所有财产。592年，孙思邈12岁了，这一年，长安一带瘟疫流行，孙思邈家乡的许多人都患了这种病，不治而死。
相传孙思邈也染上了瘟疫，高烧不退，卧床不起。他的母亲日夜守在他的床前，哭肿了双眼，却没有任何办法，她没有钱给儿子请郎中看病，眼看孩子就要被夺走性命。正当她绝望地想要悬梁自尽的时候，来了一位鹤发童颜的云游郎中，他把一包草药递给孙思邈的母亲说：“就剩下这最后一包救命药了，快拿去熬熬给孩子灌下，病还有救！”这时正好孙思邈清醒过来，听到这话，勉强挣扎着爬起身来，在炕上对郎中叩了个头，拜谢了他的救命之恩。就是这一碗汤药救了孙思邈的命。
面对家乡所罹患的灾难，小小的孙思邈心痛了，这一切都让他深深体会到医生的重要性，也更明白了一名医生责任是何等重大，他迫切想成为一个治病救命的医生，去治疗天下人的疾苦。
（二）学习医学与实践医学的过程
孙思邈为了学好医学，孜孜不倦地学习古代医学家的著作，刻苦地学习前人的经验。为了看到医书，他除了向别人借阅之外，还不惜花钱去购买。他曾下了很大功夫去钻研唐以前各代名医如扁鹊、仓公、华佗、张仲景、王叔和等人的医学典籍，因此，他对一些医学名著都参悟得很透彻。
他最早学习医学是在他家乡附近的太白山。这是我国著名的草药产地，孙思邈在这里学习医药学知识，这为他以后在药学方面的深造打下了坚实的基础。
孙思邈为了采集药物，曾经在太白山隐居过很长一段时间。至今，当地还流传着孙思邈捉拿手掌参的故事。传说太白山原本有人参“居住”，因被人发现，人参急忙连夜“逃跑”。孙思邈听说后，便带领人马紧紧尾随，一直追到长白山上才追到，便将人参用绳子倒绑双手带回了太白山。回来后才发现人参不见了，只剩下了两只断手，这就是今天太白山上的手掌参。这当然只是个神话故事，但却反映了孙思邈对药物的重视和他采集药物的艰辛。
孙思邈很谦虚，他经常告诫自己也告诫后人说：人们常说，病人死亡约有半数是缺少优秀医生所致。学医的人必须专心致志，勤奋学习，才能通晓医药学问。如果只懂得几种药方，就认为自己无所不知，那是一定会错误的。他还说：人的生命比黄金更为贵重，医药学问博大精深，济世活人任重道远，必须深入探索，精勤钻研，才能担当医生的神圣责任。他更指出：有的愚蠢的医生，自傲于学了三年医方，就夸口说天下没有他治不了的病，等到行医三年后，才知道天下有很多病尚没有可治的医方。孙思邈的话，指出了临床经验比书本知识更丰富、更重要。
孙思邈本人也是这样做的，除了认真学习古代名医的著作，反复实践来提高自己的医疗水平外，他还虚心地向一些有经验的医生请教，并非常珍视学习民间经验，无论切脉、诊病、处方、制药，只要别人有哪怕一点一滴比自己高明，只要他听说了，那么即使远隔千山万水，也要去登门拜访。
传说孙思邈行医成名之后，总觉得自己在某些医术上还不如别人。为了在医学上有更深的造诣，他改换姓名，到县城一家药铺为一位坐堂名医当了抓药的徒弟，用心学习名医的医术。有一次，一个员外带领女儿前来就诊，说女儿肚子痛，坐堂医生经过诊断，认为病人肚子有虫子，便开了一副打虫药。孙思邈接过药方正想抓药，可是突然感觉不对，他说：“先生，你开的药量少了些，恐怕虫子打不下来呀！”坐堂医生非常生气，觉得他在员外面前伤了自己的尊严，就依旧按自己的方法开了药。小姐服药后，肚子很快不疼了，员外非常高兴，一面夸奖坐堂先生，一面拿出银两酬谢。坐堂先生也沾沾自喜，认为方圆百里自己的医术无人可比。不料小姐正准备回家时，肚子又疼了起来，反而比来时疼得更厉害了。这时坐堂医生无计可施，不知所措了，他忽然想起刚才徒弟抓药时所说的话，觉得很有道理，于是连忙把他叫到别处，问了原委。孙思邈说道：“从小姐的病情来看，她肚子里的虫子较大，但先生开的药只能把虫子毒晕，而不能毒死，小姐服药后暂时不疼了，那是因为虫子被毒晕了，可过一会儿虫子醒过来了，便要进行报复，因此小姐肚子疼得比以前更厉害了。”坐堂医生心服口服。为了治好小姐的病，应付眼前局面，他便很快按徒弟的意见重新配了一剂药，小姐服后不一会儿虫子就排出来了，肚子也不疼了。他们走后，坐堂先生回想今天的事，感觉徒弟见解不凡，一定是个懂医的人。在他再三追问下，孙思邈才道出自己的真实身份，坐堂医生听后大吃一惊，起身对孙思邈磕头拜道：“久仰先生大名，在下有眼无珠，多有冒犯，还请孙先生原谅，今后就请孙先生坐堂就诊，我还得多多请教呢。”孙思邈道：“说哪里话，我才是久闻先生大名，来向先生学习呢。”
在隋炀帝大业年间，孙思邈用自制的“太乙精神丹”治好了许多难治的疾病，受到了当地群众的信任和欢迎。因为孙思邈谦虚有礼、学问渊博、医术高明，当时有很多著名的文人都来拜他做老师。此外，擅长针灸的太医令谢季卿，以医术、针灸著称的甄氏兄弟甄权和甄立言，专长药性的韦慈藏等也与他往来密切，相互探讨学问，这些都无形中拓展了孙思邈的知识领域。
孙思邈求知若渴，永不满足，他酷爱读书，虽须发皆白也手不释卷；无论寒冬酷暑，都坚持不懈地进行医药研究。他曾长期跋涉于秦岭、巴山、峨嵋、太行等名山大川，奔波于陕西、四川、河南、山西、甘肃等地的偏僻乡村，从事诊疗、采药、考察、著作等活动，积累了丰富的知识和经验。从贞观年间到唐高宗永徽初年，孙思邈曾数次往来于川陕之间。其间也曾在长安、汉中和陇州等地方从事医药调研活动，救治大量病人。
民间广泛地流传着一个孙思邈起死回生的故事：传说有一天，孙思邈外出行医，看见一行出殡的队伍迎面走来。他停在路边观看，忽然上前一步按住棺材大喊：“且慢！且慢！”送殡的人以为他是疯子，要赶走他。他说：“人还没有死，你们为什么出殡？”众人说：“人早就死了，你不要再胡说。”孙思邈说：“人要是死了，血会凝固的。你们看棺材底下正在滴鲜血，怎么能说人死了呢？”众人一看，果然有细细一道血丝向外流，就打开棺材请他查看。只见一个妇人面黄如纸，小腹鼓胀，双腿之间正向外渗着鲜血。这女子的丈夫哭着说：“我妻子婚后十年没有生育。这次怀孕一年多了，昨天才觉胎动，可是却难产死了。”孙思邈试了病人的鼻息和脉象，取出三根银针，一根刺人中，一根刺中脘，一根刺中极。三针扎下去，孕妇很快苏醒过来。众人把孙思邈当成了神仙，一齐跪下磕头。孙思邈让他们站起来，又送给病人的丈夫一剂药、一幅图，嘱咐他：“赶快把病人抬回去，喝下这副药，再按图接生，可保母子平安。”结果，病人回去顺利地生下了孩子。原来，这个产妇并没有死去，只是由于难产而窒息了。一个人如果真死了，时间稍长，就不可能再流出鲜红的血液来，这就是孙思邈判断产妇没死的根据。人们见他连死人都救活了，并且几针就救了两条性命，自然越来越信服他，都称颂他是起死回生的神医。