民国31年春，孙兰进入苏北解放区，历任苏北盐阜区涟东、建阳等县文教科科长、华东五分区专署文教处处长、苏北妇联筹委会主任、淮安县县长等职。担任淮安县县长时，深入实际，除奸救贫，是苏北解放区第一个女“县太爷”。从1952年至1958年，孙兰任安徽省教育厅副厅长、厅长、党组书记。
1959年至1964年，孙兰任上海市教育局副局长、局长，为提高上海中小学的教育质量做了大量工作。在组织干部深入基层调查研究、掌握第一手资料的基础上，制订了《中小学工作条例》、《中小学学生守则》等一系列文件，使上海的中小学工作有章可循。她坚决抵制在对待知识分子问题上存在的“左”的偏见。孙兰的领导作风给上海市教育局工作人员留下深刻印象。
“文化大革命”中，孙兰被连续批判、游斗达一百几十次，被打得遍体鳞伤。1968年4月8日，孙兰被迫害致死,时年55岁。1978年11月得到平反昭雪。
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