（图片来源：山东省党史陈列馆）
1930年夏，孙善帅在胞兄孙善师任教的学校——郯城县马头三小复习功课。1931年秋，他考入济南省立高级中学。入校不久，便发生了“九·一八”事变，在党组织的领导下，他积极参加了抗日救亡活动。后经同学蒋省光介绍，加入了济南“读书会”，学习革命理论，宣传革命思想，不断提高了思想觉悟。1931年冬，孙善帅加入了中国共产党。入党后，他以更新的战斗姿态投入了抗日救亡活动，并曾代表党组织到南京、汉口等地参加党的会议，从事革命活动。
1932年春，孙善帅担任了团济南市委组织委员。为深入开展抗日救亡宣传和反抗国民党军阀韩复榘的斗争，他经常深入到学校中去开展工作。
1932年下半年，他任共青团山东省特委宣传部长。这期间，党的山东省委机关连遭敌人破坏，在严重的白色恐怖下，他胆识过人，不顾个人安危，深入到工厂、学校开展工作。他在济南面粉厂工人中发展了党员，在济南津浦铁路大厂发动工人开展发还欠薪的斗争，在济南省立一师发动学生驱逐总务主任和校长的斗争。
1933年初，孙善帅任共青团山东省特委代理书记，同年2月，由于叛徒陈衡舟出卖，中共山东省委和团省特委、团市委机关遭到破坏，省委书记任作民、组织部长王仲和、团省特委代理书记孙善帅、团市委负责人刘特夫等20余人被捕。在狱中，孙善帅等同敌人进行了顽强的斗争。
1933年8月18日，孙善帅等九名共产党员被押往济南洛口刑场。他们面对敌人的枪口，神态自如，齐声高唱《国际歌》，在“中国共产党万岁!”、“打倒帝国主义! ”、“打倒军阀” 等口号声中，慷慨就义。孙善帅牺牲时，年仅23岁。