Năm 1980 thi vào học viện nông nghiệp Lai Dương, Sơn Đông.Sau khi tốt nghiệp tiếp tục tại Học viện nông nghiệp Bắc Kinh học thạc sĩ, tốt nghiệp năm 1987, làm việc tại viện khoa học nông nghiệp Bắc Kinh và đảm nhiệm nhiều vị trí như phó chủ nghiệm nghiên cứu trồng trọt, phó sở trưởng sở nghiên cứu phân bón, phó viện trưởng. Năm 1995 đảm nhận phó viện trưởng, phó bí thư đảng ủy, chủ trì công tác viện.Năm 1997, Tôn Chính Tài đảm nhiệm phó bí thư huyện Thuận Nghĩa, quyền chủ tịch huyện. Sau đó làm chủ tịch huyện, chủ tịch khu Thuận Nghĩa, phó bí thư khu ủy rồi bí thư khu ủy. Năm 2002 thành ủy viên thường vụ thành phố Bắc Kinh, bí thư khu trưởng kiên bí thư công ủy thành phố.

Năm 2006, đảm nhiệm bộ trưởng bộ nông nghiệp. Năm 2009 đảm nhiệm bí thư tỉnh Cát Lâm. Năm 2010 kiêm nhiệm chủ tịch hội đồng nhân dân tỉnh Cát Lâm.