宋仁宗天圣七年(1029年)，吕夷简为相，此后时罢时任，先后为相十数年，专横武断，引起众臣不满。庆历二年(1042年)十二月，吕夷简求罢，仁宗优诏不许。第二年正月孙沔上书说:"自夷简当国，黜忠言、废直道。为相不进贤，但引若己者，以为自固之计。天下皆称贤，而陛下不用，因左右皆毁之也；天下皆称奸邪，而陛下不知，朋党蔽之也。孙沔刚正可见一斑。两个月后，孙沔以天章阁待制为都运转使，迁礼部郎中，再迁环庆路都总管安抚经略使知庆州。
宋仁宗皇祐四年(1052年)，广西壮族首领侬智高反叛，建大南国，称仁惠皇帝。孙沔入见仁宗，愿领兵征剿。皇祐五年正月，战于归仁辅，侬智高大败，逃往大理被杀。孙沔还朝，仁宗当面慰劳并解御带赐之，升枢密副使（副宰相）。由于孙沔曾赴广西平叛，广西南宁一带孙姓即以孙为祖。
