从事心血管外科临床工作近27年，独立完成和指导下级医师完成心血管外科手术6000余例。其中先天性心脏病手术2000余例，心脏瓣膜替换手术、冠心病搭桥手术和主动脉手术各1200余例，心脏肿瘤等其他心血管手术200余例。是我国心血管外科完成手术例数最多、病种最全的专家之一。在各种复杂先天性心脏病、瓣膜性心脏病、冠状动脉粥样硬化性心脏病和主动脉瘤及主动脉夹层的外科治疗方面具有丰富的临床经验，尤其是主动脉外科方面在国内和国际上处于领先水平，是我国大血管外科的领军人才。 在主动脉瘤和主动脉夹层临床治疗方面，率先应用了许多领先的对于提高手术效果非常关键的临床技术，明显降低了手术并发症发生率和死亡率，并减轻患者创伤和经济负担。应用选择性脑灌注明显降低主动脉手术术后神经系统并发症的发生率；应用自体血液回收股动脉输入技术减少手术输血量；开展小切口手术减轻患者疼痛，缩短住院时间；主动脉腔内支撑型支架治疗主动脉夹层使得介入治疗主动脉疾病取得良好效果。基于以上各项技术的应用，主动脉手术效果已经达到或超过国际水平。孙立忠还在国内率先开展“象鼻手术”手术治疗 DeBakey I型主动脉夹层及保留主动脉瓣膜的根部替换术（David手术）并取得良好的社会效益。成功推广应用孙氏手术（新法主动脉弓替换+支架象鼻手术）使夹层术后假腔闭合率由30-40%提高到95%以上，再手术率由30%下降到10%以下，得到国际同行认可，多次到欧美讲学并被邀请到巴西进行手术演示，南美的医生也多次组团来华学习。 完成大型研究课题8项。在研课题4项。 在冠心病的临床治疗、基础研究和技术推广方面业绩突出。获国家科技进步二等奖1项（第4完成人）和中华医学科技奖二等奖2项（分别是第四和第十完成人）。完成国内最大一组胸主动脉瘤及主动脉夹层外科治疗的临床研究，作为第一完成人获：国家科技进步二等奖1项，中华医学科技奖一等奖1项，北京市科学技术进步二等奖1项，作为第二完成人获：教育部科学技术进步二等奖1项。 完成了国人主动脉夹层诊疗新策略研究，作为第一完成人获：国家科技进步二等奖1项，中华医学科技奖一等奖1项，教育部高等学校科学技术进步一等奖1项，北京市科学技术进步三等奖1项。 积极进行主动脉外科的学术交流和技术推广工作，发表文章100余篇，每年参加国际学术会议1－2次，举办国内主动脉外科学术研讨会3次，从1998年开始每年举办主动脉外科继续教育班1－2期，为我国主动脉外科事业的发展做出了积极贡献。