孙权一生共育有七个儿子和两个养子(凌统之子凌烈和凌封)。
长子孙登为孙权所爱,孙权在称帝后就立孙登为皇太子。并选取优秀的士人为孙登侍讲诗书,为孙登娉娶周瑜之女为太子妃。孙登成年后多次劝谏孙权,对时政多有匡弼,镇守武昌时,处理政务谨慎得体,凡事都先咨询,然后方才施行。然而天不假年,赤乌四年(241年)五月,时年仅三十三岁的孙登病死。孙权获悉惊讶悲惋,悲痛不能抑制,一谈到太子就伤心流涕,谥孙登为宣太子。诏书提到:“国丧明嫡,百姓何福!”

次子孙虑,字子智,生母不详,自幼聪慧,多才多艺,遵奉法度,恭侍师友,深得孙权器重喜爱。黄武七年(228年),封建昌侯。后任镇军大将军,驻守半州。嘉禾元年(232年),孙虑去世,时年二十岁。
三子孙和,字子孝,原太子孙登去世后被立为太子,孙和小时候聪慧伶俐,特别受孙权钟爱,常常令其跟随在身边,衣服礼秩珍玩之类的赏赐,其他皇子不能与他相比。史载“帝尤爱幸”,是孙权最宠爱的儿子。孙和爱好文学,擅长骑射,礼贤下士,尊敬老师,颇为人们所赞誉。孙和被立为太子后,鲁王孙霸不服孙和被立为太子,之后和全公主纠集党羽陷害太子及其支持者,天天在孙权面前谗毁。孙权犹豫了好几年,后来终于将孙和软禁并废黜太子之位,后改封南阳王。建兴二年(253年),因有传言诸葛恪要迎立孙和为帝,孙和被权臣孙峻收缴王玺绶并赐死(或毒死),时年仅29岁。孙和长子孙皓即位后追谥父孙和为文皇帝。

四子孙霸,字子威,孙和之弟,受封为鲁王。后来与太子孙和之间争夺谪位,孙霸与全公主纠集党羽陷害太子及其支持者,导致大批人才受到迫害,造成朝野动乱,史称“二宫之争”。赤乌十三年(公元250年)秋,孙霸终因图谋危害太子而被赐死,其党羽全寄等皆被诛杀。
五子孙奋,字子扬,母仲姬,初封齐王,因擅杀封国属官、多次越法行事而被废为庶人,后改封章安侯。吴末帝孙皓在位时,以孙奋阴谋自立为由,将孙奋和他的五个儿子全部诛死,并取消他的封爵。

六子孙休,即吴景帝,字子烈,三国时期吴国的第三位皇帝,在位六年。初封琅琊王,太平三年(258年)九月,权臣孙綝发动政变,罢黜吴主孙亮为会稽王,迎立孙休为帝,改元永安。孙休在位期间,颁布良制,嘉惠百姓,诛除孙綝,促进了东吴的繁荣。永安七年(264年)七月驾崩,年仅三十岁。

七子孙亮,字子明,三国时期吴国的第二位皇帝,在位六年。母潘皇后,吴大帝孙权第七子,史称会稽王、吴少帝、吴废帝。建兴元年(252年)十岁时登基为帝,太平二年(257年)亲政,后因谋除权臣孙綝事泄而被废为会稽王。永安三年(260年),再被贬为候官侯,在前往封地途中自杀(一说被毒杀),终年仅18岁。