家境贫寒的他16岁被聘为私塾教师，后考入陕西泾阳书院，受到具有维新思想、提倡科学的学者刘光贲的影响，并加入同盟会。清末中举却无心仕途，先后担任陕西宏道高等学堂、省立中学、女子师范等学校教师。1912年以后，孙在受聘陕西省修史局任修纂时，常与同事李桐轩切磋启迪民智、普及教育之方法，提出组织新戏曲团社、编演新戏曲、改良社会、移风易俗的设想，得李赞同。孙、李遂制定章程，率先倡导，在张凤翙、井勿幕、张钫的支持下，经高培支、王伯明、范紫东、师子敬、寇遐、刘介夫、杨西堂、薛卜五等100多位社会名流署名共同发起，创办陕西易俗伶学社（后改名陕西易俗社），孙还捐出700两银子作为开办费。与李桐轩发起创办易俗社。1912年易俗社在西安土地庙什字街挂牌成立。

他力主易俗社以排演新戏为主，剧社成立仅一个月就创作出提倡妇女放脚的《新女子顶嘴》，易俗社首演《将相和》更是影响深远。

易俗社创办之后，孙在任教之余，努力编写剧本，有时为了专心构思剧本的情节，越家门而过，忘掉入门。他夜间提着玻璃马灯，又是高度近视眼，徒步从东关龙渠堡的民立中学走到城里的剧社，往来途中都在想剧情，回家后他漫不经心地草草吃完晚饭，就又急着备课、写戏，有时又提上镜镜灯去易俗社处理事务。几十年来他从来没有睡过一宿好觉，躺在床上，还在构思剧情、推敲台词，觉得满意了，便赶快披衣而起，伏案疾书。不管盛夏酷暑，不管隆冬严寒，他都从未改变，或间断.，先后编写了177个大小剧本，作品数量之多，在秦腔剧作界无人可比。他编写的《将相和》《火牛阵》《柜中缘》《三回头》《青梅传》《灭蟒记》《镇台念书》《白先生看病》《巴里西烧瓷》《小姑贤》《看女》《鸡大王》等剧，受到三秦各界人士的欢迎，不少被全国其他剧种移植

他一生无意为官，潜心教育，曾执教于陕西宏道高等学堂、临潼横渠学堂、陕西省第一中学、陕西省女子师范、陕西省第三中学。桃李遍及陕甘两省。曾创建临潼雨金高级小学、西安民立中学。以教授史地荣膺西安教坛“三老”，获中华民国教育部嘉禾勋章。(当时在西安教育界有著名的“三老”：孙仁玉、刘锐亭、杨柱国，他们教学认真，教案内容丰富多彩，讲授方法生动活泼，深受学生的喜爱，在教育界中享有盛名。)民国元老于佑任，水利专家李仪祉，中国新闻先驱张季鸾，外交家、社会活动家张溪若，戏剧史学家范紫东，戏曲家李约祉等均为先生的得意门生。

孙仁玉热爱秦腔戏剧，他认为戏剧对移风易俗是大有作用的，因此他积极为发展秦腔而奔走，和同人创办“易俗社”剧社。曾任易俗社评议长、社长、编辑主任等职务，对秦腔剧的发展作出重大的贡献。同时他重视秦腔剧本的创作，先后创作秦腔本戏、折子戏共达140余出。其内容非常广泛，有历史的，有社会风俗的，家庭婚姻的等