2012年3月，孫耀琦在古代宮廷傳奇電視劇《太平公主祕史》飾演青年時期城府極深聰明絕頂的上官婉兒；繼而受邀作客《我是大美人》節目；11月，與潘傑明、李佳航聯合主演都市職場偶像劇《艾米加油》，飾演艾米；12月，因在電視劇《隋唐英雄》中飾演從刁蠻任性到端莊賢良的如意公主，給觀衆留下深刻印象。2013年，孫耀琦受邀參加湖南衛視《一生一世閤家歡》節目錄制，現場與遲帥攜手共同演繹了一段搞笑浪漫的“情侶秀”，兩人因各自的精彩表現被觀衆稱讚爲優質偶像組合 ；5月參加明星模仿秀節目《百變大咖秀》的錄製，現場模仿反串林志穎 ；8月，憑藉在古裝網絡劇《我爲宮狂》中飾演從三百年前穿越到現代的純真可愛、對愛情執着的女一號琉璃一角受到頗高人氣；隨後在歷史傳奇劇《武松》中飾演最萌版潘金蓮 。2014年3月，孫耀琦憑藉在古裝劇《隋唐英雄4》中飾演亦剛亦柔、文武雙全的樊梨花一角受到觀衆的好評；6月，在與唐嫣、楊洋合作出演季播懸疑網絡劇《盜墓筆記》中飾演原創角色陳丞澄；7月，主演古裝喜劇《神醫大道公前傳》，孫耀琦在劇中一人分飾兩角，角色之一是天庭上高貴淑雅的仙女無弦公主，而另一個角色卻是個潑辣搞怪、大大咧咧的市井妹子鮑大銀；12月，出演古裝武俠劇《神鵰俠侶》，飾演陸家莊千金小姐陸無雙。
2015年4月至7月，主演年代傳奇劇《羣英會》，孫耀琦在劇中飾演四合班的幕後掌門人連琴如，她將在戲中從少年演到老年，歷經四十餘年 ；11月30日，在都市情感劇《婚姻攻防戰之愛要付出》，飾演活潑豪爽的肖曉；繼而，主演緝毒反恐電視劇《警察榮譽》，這是孫耀琦首次出演刑偵題材的電視劇，飾演不辭辛苦、追隨英雄遠赴邊疆的邊防記者展琳琳。2016年1月，在年代劇《青穀子》中飾演知青教師方格；2月19日，與杜海濤、吳昕、隋凱合作主演愛情喜劇電影《恭喜發財之談錢說愛》；4月7日，受邀加盟山東衛視歷史文化類喜劇季播節目《你好歷史君》的錄製，在第二期”翻閱三國亂世“中飾演貂蟬 ；5月23日，參演的古裝玄幻劇《仙劍雲之凡》開播，孫耀琦飾演呆萌花癡的活潑少女蘅綰綰；6月20日，參演古裝武俠劇《六扇門》，在劇中飾演聰明伶俐、知書達理的名門閨秀曹懿恩。
孫耀琦在新還珠中的亮相引來了極大的關注，乖巧可愛的她在劇中飾演溫柔穩重的金鎖給人留下了深刻的印象。外形甜美可愛的她也憑藉出衆的外形受到廣告商的青睞，戲劇部分和廣告代言行情一片看好，孫耀琦正用自己的特色帶給我們更多的精彩。一直憑藉甜美、可愛形象被觀衆喜歡的孫耀琦，在電視劇《武松》中飾演的潘金蓮，吸引了萬千宅男的眼球。而從潘金蓮角色出發，孫耀琦的表現無疑是成功的，既有大家口中必不可少的“萌女”天份，又充分展現了性感、嫵媚的人物氣質。
