Un graduado de la Academia de Drama de 1997, Sun ha participado en musicales y ha protagonizado producciones aclamadas internacionalmente como Cats y West Side Story. Ha ganado un número de premios por sus representaciones en escena, y es ganador por dos veces del Premio del Departamento Cultural Central por la interpretación excepcional en los papeles de All from Beijing y Mr and Mrs Curie. Su interpretación en The BeggarŽs Opera le hizo también ganar el 17º Premio Chinese Plum Blossom.

Como popular artista de televisión, Sun ha aparecido en muchas series incluyendo Never Close Your Eyes, A Police Family, Like Fog, Like Rain and Like the Wind y The Sun Never Sets.

Antes de El tren de Zhou Yu, Sun ha aparecido en otras dos películas, A River Through Time (1998) y El camino a casa (1999) de Zhang Yimou.