Tôn Phi Phi là con một trong gia đình quân nhân. Cha mẹ đều là nhân viên tham gia vào việc sản xuất các máy bay chiến đấu quân sự. Việc giáo dục trong gia đình rất bảo thủ, nghiêm khắc. Lúc nhỏ, tính cách cô khá hướng nội, dễ khóc, thường được gọi là "túi thích khóc". Khi học tiểu học, cô có biệt danh là " Tôn đại đầu" vì có đặc điểm đầu to. Do có biểu hiện gù lưng và để sửa dáng, cô được cho học múa từ sớm.

Năm 1993, cô được nhận vào Học viện Múa Bắc Kinh khoa Múa cổ điển Trung Quốc.[3]

Năm 11 tuổi, rời xa sự chăm sóc của bố mẹ, cô một mình từ Tây An lên Bắc Kinh nhập học rồi sống trong ký túc xá và có những trải nghiệm tự lập từ rất sớm. Tại học viện múa, cô trở thành người nổi bật với những thành tích đạt được.