孙思邈的医术越来越高超，名声传播得也越来越远，虽然如此，但他从不追求名利。隋文帝曾经要他去做国子博士，他以生病为由拒绝了。后来唐统一了中国，唐太宗李世民即位后，在636年召孙思邈到京师，要授予他爵位，也被他拒绝了。
据说，当年皇后病重，卧床不起，虽经不少太医诊治，但一直不见好转，有人就推荐了孙思邈。唐太宗就把孙思邈请来，让他为皇后治病。
在封建社会里，男女授受不亲，更别提让孙思邈来亲诊皇后娘娘了。孙思邈看病之前，侍从们就让他白纱罩面，悬丝诊脉。孙思邈郑重地提出，看病不是儿戏，悬丝诊脉根本无法确诊，于是拒绝如此看病。唐太宗无奈，只得依从了他，于是孙思邈就亲自为皇后诊了脉。从病人的脉象观察，孙思邈知道皇后以前所服的药物不对症。他问过了服药情况后，就要观察病人的面色，这一举动又受到了侍从们的阻挠。孙思邈说：“刚才给娘娘诊脉，病已断定八成，但必须观其表里，才能尽窥病势。望、闻、问、切缺一不可。药力微，恐怕无济于事，但药性稍猛，性命就会难以保证。所以不观气色，我是不敢贸然下处方的。”尽管唐太宗很为难，但也只能就范。
宫女将纱帐掀起，孙思邈仔细观察了皇后的气色，就开了一副小柴胡汤来疏肝解郁。太医们验过药方，纷纷表示柴胡是升提之药，药性过猛，不适合皇后用。孙思邈说：“此病是从忧郁而起，肝气郁结，热邪内陷，而成血痨症。柴胡能提邪外出，自可痊愈，所以非用不可。”这时有个太医强辩说：“医书中绝无此理。”孙思邈说：“书中既有，娘娘的病早就该好了。”那位太医很不自然地说：“你这是何意？竟敢诽谤圣贤医书！”孙思邈据理力争说：“我的学识浅薄，怎敢诽谤医书！须知本草之中，奥妙莫测，处方下药须从四诊八纲综合诊断，提邪外出，柴胡可用。”一番唇枪舌剑之后，大家把眼光聚向了唐太宗，唐太宗很赏识孙思邈，皇后的病又很严重，便决定服用孙思邈的药方。
皇后服了孙思邈开的药后，浑身颤抖，腹内疼痛，出了一身冷汗，但病情随即就有了好转，又经过了几天的调养，很快就恢复了健康。
孙思邈受到唐太宗李世民的嘉奖，留他在当朝做官，可是孙思邈立志漂泊四方为广大人民群众舍药治病，婉言谢绝了太宗所赐的官位。唐太宗深为孙思邈的高尚品德所感动，更加欣赏孙思邈，后来还曾亲临华原县五台山去拜访孙思邈，并赐他颂词一首。直到现在，药王山南庵内还留有唐太宗御道“拜真台”“唐太宗赐真人颂” 等古碑。
658年，唐高宗征召孙思邈到京师，让他审订即将成书的《新修本草》，因为孙思邈在这项工作中有突出贡献，唐高宗就想请他担任谏议大夫的官职，他再次拒绝了。后来，他为了更方便地查阅医书以便从事著述，终于接受了“承务郎”一职，在“尚药局”供职了一段时期。
就这样，孙思邈在京城长安居住了十六年，阅读了大量医学著作。在阅读了许多医学书籍并搜集到自己所需要的资料以后，他便于674年借口身患重病辞职返乡了。
（三）严谨的治学方法和高尚的医德
孙思邈从18岁开始学医，直到百岁之后，仍然在潜心钻研各科医学。他在祖国医学的生理、病理、诊断、治疗、药物、方剂等基础理论以及内、外、妇、儿、针灸、按摩等各科疗法，均有相当高深的造诣。他涉猎群书，吸取各家之长，也十分重视搜集流传于民间的医疗经验。他用这些方法医治了很多病人，不畏辛苦地行走在民间，赠医施药，被后世医家视为楷模。
1.严谨的治学方法
孙思邈对祖国医学的学习是很认真的，他认为：疾病常常有内部相同而外部表现不同的，也有内部不同而外部表现相同的，因此人体内脏之实虚、血脉营卫之通塞，不能单方面从耳闻和目见所察觉，必须全方面地诊察疾病。如果病邪有余则应泻而反补益，虚而不足应补而反损通者反而再通，塞者反而用塞法，热者给吃温热类药，寒者给吃寒药，那就是病上加病，希望病人好转，实际上却是加重病人病情。
孙思邈将自己学到的知识应用到实践中去，并在实践中学习医疗技术，用来解除病人的痛苦。在那个年代，狂犬病是一种很严重的疾病。它是疯狗咬人后，使人精神发狂甚至死亡的一种病。孙思邈刚开始学医时，还未专门以行医为职业，有人患了狂犬病，求治于他，他不知道应当怎么办，经他手死去的狂犬病人一个接一个。自此他一心一意地钻研狂犬病的治疗，后来再碰到这种病，治疗效果就越来越好了。
2.高尚的医德
孙思邈不但在治学方面给后人不少启发，在医疗道德方面，也提出了作为一个医生必须具备的行为标准。他认为，作为一名医生，必须要具有高尚的品德，要懂得“仁义之心”“有慈悲之德”，具有济世活人的使命感。因此，在他所著的《千金方》第一卷中详细地论述了作为一个医生所必须具有的医疗态度和医学品德。
孙思邈认为：一个优秀的医生要把病人的疾苦看成自己的疾苦。治病时，必须一心一意，全神贯注，丝毫不能夹杂有贪求财物的念头。不能仗着自己有点专长，就一心牟取私利。对于病人要有深切的同情和爱护精神。医生的志愿就是解除病人的痛苦，不论病人贫富贵贱，不管他长得好不好看，也不论是不是亲人朋友，都要一视同仁，把病人看做自己的父母兄弟一样。只要有患者相召，不论路途有多艰险，都要一心前去救治，这样才能是百姓的好医生。所以，只要有人请他看病，他从不推辞，遇到穷人，他甚至不肯领受钱财。
孙思邈说到做到，他本人治疗过六百多个麻风病人。麻风病是一种很难治疗的慢性传染性疾病，他为了解除病人的痛苦，寻找治疗这种疾病的方法，在治疗过程中，他不怕传染，亲自看护，把各个病人的症状和情况都详细记录下来。贞观年间，他为了让一麻风病人摆脱家务和房事，还专门将他带入山中，让病人连服松脂一百天，结果患者因害麻风病而脱掉的胡须、眉毛又生长出来了。由此他得出结论，麻风病人还要戒绝房事，不能仅仅依靠药物来医治。
孙思邈还认为，作为一个同情病人疾苦的医生，为病人治病时，应当不怕脏臭。他说：凡遇到病人患疮疡伤科病或拉痢疾时，虽然病人脏臭不可诊视，人们都不愿接近，但作为一个医生要有怜悯之心，绝不能有丝毫厌烦之意。
孙思邈反复强调，一个优秀的医生要认真负责，不能粗心大意，他说，作为一个医生要时刻注意检查自己，胸怀宽广，不要有突出个人的表现。看病认疾，要态度严肃，专心一致，仔细检查体形症候，一丝不苟，处方针灸，不得有点滴差错。虽然说病人来了要紧急抢救，但临事不要慌张，应当深思熟虑，不能不顾病人安危，草率诊治，只图表现自己。他指责当时一些不负责任的医生，切诊时，病人脉跳不够五十次，而且只摸寸部不按尺部，也不认真观察病人的气色，仅仅问了一下病情就将处方开出来。须知这样诊治疾病只能看到局部，根本不能判断病人的生死和预后。这是当医生一定要时刻警惕自己而应加以戒绝的，也是病人应当时刻提防的。
孙思邈提倡尽量用便宜药代替贵重药。因为当时的医生不少都是承袭家业的，他们有名无实，自吹自擂，开方喜用贵药和难求的药，以此证明自己广闻博识。孙思邈很看不起这样的人，他指责当时一些医生治病多用人参、肉桂这类价贵难得的药物，他认为，遍地皆有的苦参、青葙子、葶苈子、青蒿等类药，除热解毒效果最好，远远超过那些贵重药。
孙思邈对当时医生保密医方的情况不屑一顾。他在谈到妇人面部修饰药保密情况时说：今天的医界各家极为保密，不许徒弟泄漏一法一方，甚至父子之间也不传授，但是古人立医法时说要使医家了解，要人人都知道，不然，就会阻碍医学的进步。孙思邈本人对于医方相当大度，为了让更多的百姓更及时地得到救治，他甚至把很多最有效的医方刻在了石碑上，并把石碑竖立在了行人来往频繁的大路上，供人们抄回去使用。人们遇到疾病无法医治就采用石碑上的治法，取得了很好的疗效，人们非常感激孙思邈的恩情，将那座石碑称为“石大医”。可惜的是，有一个医生为了独占这些药方，就将“石大医”上的药方全部抄录后，在一个夜晚用凿子将“石大医”上的方子全部凿掉了。不能不说，这又是医学界的一件憾事。
在人们心中，孙思邈是位伟大的医师，因此人们自古至今仍尊崇他，尊他为“药王”。孙思邈为医生提出的这些行动准则，不仅在当时有进步意义，对后代医家也有重大影响。