Tôn Lượng là con trai út của Ngô Đại đế Tôn Quyền, vua đầu tiên của nhà Đông Ngô. Trong số những người anh của ông thì Tôn Đăng, Tôn Lự mất sớm, thái tử Tôn Hòa bị phế truất, hoàng tử thứ tư là Tôn Bá do có âm mưu tạo phản nên cũng bị ép tự tử, do đó Tôn Lượng được lập làm thái tử. Mẹ ông là Phan thị cũng được phong làm hoàng hậu.

Năm 252, Phan hoàng hậu bị một ả cung nữ sát hại, ít lâu sau Tôn Quyền cũng qua đời. Tôn Lượng lúc đó mới 10 tuổi được lập làm hoàng đế.