孫連捷1938年11月自衛團改編為八路軍山東縱隊第六支隊，任支隊政治部組織科青年幹事，後任魯西軍區直屬政治處、一一五師教導三旅七團青年幹事。1942年，部隊精兵簡政後任七團二連副指導員（黨支部書記）。1943年後任政治指導員、分區特務連政委。1945年任特務營營長。10月，和五分區十四團並肩，參加解放菏澤的戰鬥。
1946年6月任軍區獨立旅二團參謀長。1947年任晉冀魯豫軍區十一縱隊三十二旅九十五團參謀長，1948年後任獨立支隊支隊長、縱隊偵察科科長。1949年5月渡江戰役後任浙贛鐵路江西段軍事代表，7月調任二野後勤部第一中心兵站政委，1950年1月任西南軍區運輸司令部參謀長，2月調任重慶鐵路軍事代表。3年的戰鬥生涯，歷經戰鬥200餘次，曾7次負傷，系二等殘廢，曾3次立功受獎，評選為學習模範，政治工作模範。
1950年6月，西南鐵路工程局成立，在鄧小平、賀龍親自組織領導下，新中國第一條鐵路——成渝鐵路開始修建，先後任工程局幹部人事處處長，機務運輸處處長，重慶鐵路管理分局副分局長、分局黨委書記。貫徹執行鄧小平創立的“人民鐵路人民建，人民鐵路為人民”的道路和“邊建邊通邊運營，先通後備”的方針，1952年7月1日，陪同賀龍司令員在成都剪彩，全線通車運營。1953年1月，重慶分局與綦江鐵路局合併為重慶鐵路管理局，任副局長、局黨委常委，被選為全國鐵路代表參加天安門國慶觀禮，後率中國人民第三屆赴朝鮮慰問總團（總團長賀龍）第八分團（鐵路分團）赴朝鮮慰問。1954年7月率全國鐵路240餘名科以上幹部到哈爾濱局，掛職學習總結中蘇共管中長鐵路經驗在全國推廣。1956年2月調往蘭州鐵路管理局，任副局長並兩度代理局長。從1957年開始，批判“一長制”、批判“馬鞍型”、拔“白旗”、反“右派”、反“右傾”，連續五次遭受殘酷鬥爭，無情打擊。1960年3月被撤職下放蘭州西站當板邊員監督勞動，直到1962年6月才徹底平反，恢復名譽、恢復原職。1963年10月調至援越抗美第一線柳州鐵路局任第一副局長、代局長、局黨委常委，組織援越抗美戰爭運輸，七次率中國鐵路代表團到河內解決聯運問題，受到長征委員長、范文同總理親切會見，併合影留念，增進了兩國人民戰鬥友誼。文化大革命中蒙受殘暴毒害，傾家蕩產，被掃地出門，多次批鬥堅貞不屈，絕不低頭，被打的遍體鱗傷、腰椎骨斷裂，囚禁兩個月，幸得周恩來總理相救才予生還。1968年5月，廣西兩派武鬥大打，鐵路運輸中斷兩個多月，中央“七三”布告之後，危難之際受命復出，收繳武器、平息武鬥，恢復運輸，促進“大聯合”、“三結合”，被任命為局革命委員會第一副主任、局黨委副書記，廣西壯族自治區黨委委員。1973年4月接任局革命委員會主任、局黨委書記。1975年貫徹中央9號檔案協助萬里同志整頓鐵路，反幫批派，整頓治亂，提出“暢通無阻，四通八達，安全正點，當好先行”16字方針，有卓越貢獻。1976年反擊“右傾翻案風”，“四人幫”“團伙搞”批鄧聯萬打孫，被誣陷為鄧小平、萬里的黑干將，日夜圍攻批鬥，直至粉碎“四人幫”。1978年2月，調鐵道部機車車輛工業總局任總局長、黨委副書記，組織工業學大慶企業檢查驗收。1979年6月調至改革開放第一線廣州鐵路局任黨委第二書記、書記。1984年任鐵路局顧問。1986年1月離休。
離休後被聘為鐵道部特邀研究員、中國鐵路思想政治工作研究持理事，對全國鐵路進行考察調研工作。主要著作有：《鐵路運輸計畫編制與監督》、《組織快速超軸列車經驗》、《寶蘭鐵路技術改造商榷》，紀實文學《山水路》、《鐵路改革研討文集》、《鄧小平與中國鐵路》、《建設安全文明標準線》、《建設社會主義現代化鐵路文集》共1000多萬字出版，為中國鐵路做出了重大貢獻。
孫連捷同志在國家民族災難深重的時刻，在黨的教育感召下，一個13歲的少年動員全家六人參加革命，在戰鬥中成長為一名軍政兼優的師指導員，一不怕苦、二不怕死，英勇機智，果斷頑強，累立戰功，人皆讚譽從事鐵路工作52年擔任領導工作，更是以身作則，吃苦在前，享受在後，無私無畏，辛勤奉獻，對黨、對人民無限忠誠。勤奮學習，政治堅定，與黨中央保持一致。業績突出，多次受到表彰獎勵，人皆敬仰。業績曾入編《泰汶春秋》、《世界名人錄》（中國卷）、《中國高級專家與學者》、《東方之光——共和國英才全集》、《實踐“三個代表”的楷模》、《開國將士風雲錄》《中國共產黨名人大典》、《中流砥柱》、《黨魂》等書被授予“構建和諧社會中華民族知名理論家”稱號。
