Sun Yang nasce il 1° dicembre del 1991 ad Hangzhou, in Cina.
L'anno della consacrazione, però, è il 2010, quando ai Giochi Asiatici, Sun Yang non vince solo l'oro dei 1500 stile libero, ma anche quello della staffetta 4x200 stile libero.
Nel 2012 Sun Yang è uno dei protagonisti delle Olimpiadi di Londra.
A proposito di bronzo, Sun Yang contribuisce in maniera decisiva alla conquista di quello cinese nella 4x200 stile libero, dove scende in acqua come ultimo frazionista e recupera due posizioni, rubando oltre due secondi a Jérémy Stravius e a Takeshi Matsuda.