孙蔚如早年在陕西加入革命队伍，从1913年进入西北大学预科开始接触进步思想，到1915年从陕西陆军测量学校毕业后担任地形课课员。1916年他加入中华革命党，参与反袁世凯的活动。1917年投身陕西靖国军，任连长，参加护法战争，对北洋军阀展开作战。部队在陕北地区推进，多次阻击敌方力量，确保阵地控制。1922年他转入杨虎城部队，任陕北镇守使步兵团团副，指挥部队破坏敌补给线。1924年出任杨虎城安边军事教导队队长，负责新兵训练和作战准备。之后任国民三军三师游击二支队司令，参与北伐，从营长升至师长。在北伐期间，部队推进河南一线，阻击奉系军阀的反扑。

1926年4月，刘镇华镇嵩军围困西安城八个月，杨虎城部队坚守城池。孙蔚如参与防御，组织部队阻击敌军攻势。西安解围后，杨虎城部队改编为国民革命军第十军，他任军参谋长，东出潼关继续北伐，指挥渡河作战。1927年后，任国民革命军第二集团军第十军参谋长、暂二十一师参谋长，参与中原战斗。杨虎城投蒋介石后，部队扩编，孙蔚如于1928年初任第七军第十七师师长，指挥陕西境内驻防，监视黄河对岸动静。1930年，雷马事变爆发，杨虎城派他入甘肃救援。部队从陕西出发，长途行军赶走吴佩孚和雷中田势力。1932年，任甘肃宣慰使，同年第十七师扩编为第三十八军，任军长，指挥天水驻扎，准备防御。

1933年，在陕南汉中与红四方面军建立联系，派参谋赴川北苏区谈判，交换情报，避免冲突。1936年，获陆军中将衔，参与西安事变军事部署，指挥部队维持秩序。事变后，杨虎城出国，他接管陕西军政事务，组织部队改组。1937年1月8日，行政院电令就任陕西省政府主席职。2月26日，行政院改组陕西省政府，任命省府委员兼主席。3月22日宣誓就职，3月25日兼陕西保安司令。第38军缩编后，继续任军长。抗日战争爆发后，派出第十七师、第177师之第五二九旅和教导团参战。第十七师和教导团在娘子关战斗中血战九昼夜，予敌重大杀伤。第五二九旅在忻口战役正面防守十四天，阻挡敌军前进。

孙蔚如组织后方支援，征集物资运往前线。1937年8月10日，在西安报纸发表抗敌歌，11日在广播电台讲演对日抗战决心。指挥部队在河北一线作战，击退敌军冲锋。1938年春，日军威胁黄河一线，加强河防。1938年7月，辞去陕西省主席职务，专任第三十一军团军团长，率领陕西士兵从陕西省大院出发，到风陵渡口渡过黄河，进入山西中条山地区。部队于1938年11月改编为第四集团军，任总司令。中条山地形复杂，部队面对日军师团进攻。采用分散作战，白天休息晚上袭击。日军扫荡时，部队避开正面，等敌疲惫时反击。

1938年夏，部队收复永济等地，击退日军反扑，夺回风陵渡，控制河岸。1939年6月6日，日军发起进攻，在平陆和茅津一带战斗持续十天十夜。孙蔚如指挥第96军和第38军反击。第177师在陌南镇防守，日军炮击后撤至镇内，继续射击。使用毒气弹后，士兵坚持射击。主动后撤至平陆，令第177师和第四十六旅正面突入，摧毁日军炮队。黄河水边尸体堆积，河水变红。陕军损失惨重，同时消灭日军部队。在两年半时间里，部队粉碎日军多次扫荡。1939年，日军侵犯平陆茅津一带，部队布设地雷，诱敌包抄。1940年4月，望原会战爆发，在望原阵地固守，阻挡敌军冲锋。部队破坏同蒲铁路南段，炸毁铁轨。

士兵缺粮时，不抢百姓粮食，救济难民。山西百姓提供情报，抬担架运送伤员。部队付出代价，毙伤日军大量。1940年8月，策应百团大战，破坏公路，炸毁桥梁。1940年10月，第四集团军调防黄河南岸，担任郑州至洛阳段河防，监视北岸敌情。1941年10月，在广武地区战役中，配合友军收复郑州，渡河突击，占领城区。1941年5月7日，日军进攻中条山，东线从温县沁阳进攻，第9军防御后撤，放弃济源孟县，退守封门口。日军突破，占领渡口，与垣曲日军会合，包围第14集团军。

西线从夏县闻喜进攻，第80军和新编第27师防线突破，联系切断。王竣陈文杞阵亡，梁希贤投河。第3军在泗交镇遭袭，唐淮源在尖山自戕，寸性奇重伤自尽。北线突破横岭关，第43军和第17军防线崩溃。日军伞兵占领垣曲，分割守军。东北线进攻第98军，在董封激战，补给中断，向北转移。5月11日，日军封锁黄河渡口。5月12日，完成包围。5月13日，守军突围。5月18日至20日，主力突围。5月27日，战斗结束。日军占领中条山，国军伤亡官兵失踪。

1944年4月，部队参加豫中会战，在登封汜水韩城镇与日军激战。1944年6月，升任第一战区副司令长官兼第四集团军总司令，继续河防。1945年7月，调任第六战区司令长官，授上将军衔。负责解除日军武装，接受工厂仓库，遣编伪军。1945年9月18日下午3时，在汉口中山公园受降堂，接受日军第六方面军司令冈部直三郎投降。冈部递上投降书，日军官兵缴械。受降后，写下词表达感叹和怀念。1945年12月，任武汉行营副主任，维持秩序。1946年，任武汉行辕副主任，处理战后事务，遣返日俘。

1948年8月，任战略顾问委员会委员，参与军事规划。1949年，国民党败退，高官去台湾。蒋介石派飞机接，但他选择留下。之后参与建设，任陕西省副省长，组织地方重建。1950年后，任中华人民共和国国防委员会委员，讨论国防事宜。1953年，任陕西省第一届各界人民代表会议协商委员会副主席，协调事务。1956年，任陕西省第一届政协副主席，参与会议。1958年，任民革中央常委，出席全国会议。1960年，任陕西省第二届各界人民代表会议协商委员会副主席，组织讨论。1964年，任民革陕西省委第一届主任委员，领导支部工作。

1973年，任陕西省第四届政协副主席，出席全会。1975年，任民革陕西省委第二届主任委员，指导活动。1978年，任第五届全国政协委员，参加会议，任民革陕西省委第三届主任委员，主持会议。1979年7月27日，在西安病逝。孙蔚如从革命到抗日，再到建设，经历了多个阶段的事件。他的部队在中条山阻击日军进攻，付出代价换来缓冲。抗战中，陕军参与多场战斗，从娘子关到豫中，持续对抗敌军。胜利后，处理善后，确保秩序恢复。选择留下后，投身地方工作，贡献于各项事务。这些事件串联起他的生涯路径，体现出在乱世中的坚持。