Với tư cách Tư lệnh Bộ tư lệnh huấn luyện và Tư lệnh phòng thủ Đài Loan, năm 1947, Tôn dời một cơ sở huấn luyện đến Đài Loan, độc lập với cuộc nội chiến đang diễn ra. Tôn huấn luyện các đơn vị mới cho Chính phủ Quốc dân, hi vọng có thể thay đổi cục diện chiến tranh. Nhưng nỗ lực này đã quá muộn so với tình hình chiến trường, nhưng trong những sư đoàn được huấn luyện (Sư đoàn 201, Quân đoàn 80) được gửi đến Kim Môn tham gia phòng thủ cuộc tấn công của quân Cộng sản năm 1949. Đây cũng là tiền tuyến phòng thủ quân Cộng sản.

Năm 1950, Tôn được bổ nhiệm Tổng tư lệnh Lục quân Trung Hoa Dân Quốc, vẫn kiêm chức Tư lệnh Bộ Tư lệnh phòng thủ Đài Loan và Bộ Tư lệnh huấn luyện. Vì Tôn rất được người Mỹ tôn trọng và cũng có tin đồn rằng người Mỹ sẵn sàng giúp ông lật đổ Tưởng Giới Thạch, Tưởng và con trai là Tưởng Kinh Quốc rất muốn loại bỏ ông. Tôn bị đổi sang làm chức Trưởng cố vấn quân sự (chỉ có danh nghĩa) cho Tưởng Giới Thạch vào tháng 6 năm 1954, tước hết binh quyền của ông.

Năm 1950, Tưởng Kinh Quốc trở thành chỉ huy mật vụ, và giữ chức này tới năm 1965.[2] Vốn được đào tạo tại Liên Xô, Tưởng Kinh Quốc bắt đầu áp dụng mô hình quân đội Liên Xô lên Quân đội Trung Hoa Dân Quốc, tái tổ chức và Xô viết hóa quân đội, các hoạt động và cơ cấu của Quốc dân đảng được đưa vào toàn thể quân đội. Người chống đối việc này là Tôn Lập Nhân, từng được đào tạo tại Học viện Quân sự Virginia tại Hoa Kỳ.[3] Tưởng đạo diễn một phiên tòa gây tranh cãi và ra lệnh bắt giữ tướng Tôn Lập Nhân vào tháng 8 năm 1955, với cáo buộc âm mưu làm chính biến với sự hỗ trợ của CIA chống lại cha ông ta là Tưởng Giới Thạch và Quốc dân đảng. CIA bị cáo buộc là muốn giúp Tôn kiểm soát Đài Loan tự lập.[2][4] Ông bị giam lỏng tại nhà tới khi được miễn tôi vào ngày 20 tháng 3 năm 1988, không lâu sau cái chết của Tưởng Kinh Quốc. Ông mất tại nhà ở Đài Trung, thọ 89 tuổi (91 tuổi theo lịch Trung Hoa). Ông được an táng theo đúng nghi thức quân đội với sự hiện diện của Bộ trưởng Quốc phòng.

Thanh danh của ông được khôi phục năm 2001 sau một cuộc điều tra của chính phủ. Tháng 1 năm 2011, Tổng thống Mã Anh Cửu chính thức xin lỗi gia đình tướng Tôn Lập Nhân; nhà của ông tại Đài Trung cũng được chuyển thành một nhà tưởng niệm và bảo tàng.[5] Tôn có hai con trai Tôn Thiên Bình (孫天平) và Tôn An Bình (孫安平, con gái là Tôn Trung Bình (孫中平) and Tôn Thái Bình (孫太平)), và người em gái là Tôn Bích Nhân (孫璧人).[6]