明万历四十年（1612）举人，孙元化师从徐光启学习火器和数学，后经侯震旸保荐从军辽东，协同袁崇焕驻守宁远，对袁崇焕等帮助极大，袁崇焕誉为"识慧两精"。
天启六年，努尔哈赤率6万大军号称20万猛攻宁远，明军城头共布置有十一门大炮，威力惊人，努尔哈赤身受重伤，不久身亡，史称"宁远大捷"。
崇祯三年一月，孙元化随孙承宗镇守山海关，三月加山东按察副使，五月兵部尚书梁廷栋破格荐用孙元化升登、莱二州巡抚。后袁崇焕杀毛文龙，皮岛旧将哗变，登莱巡抚孙元化接收了皮岛的叛将孔有德、耿仲明、李九成等人。孔有德被任命为骑兵参将，耿仲明则被派往登州要塞。
葡萄牙卜加劳铸炮厂1640年铸造的大炮
