随着时间的推移，他担任了陕西省政协副主席，又有更多的机会来到黄陵。1992年，为了响应整修黄帝陵的号召，陕西省决定成立黄帝陵基金会，孙天义担任副会长，两年后，接任黄帝陵基金会会长。从此，孙天义的后半生就与黄帝陵紧紧地联结到一起了。
1992年，黄帝陵一期整修工程开工，2001年8月竣工。他说：“每次看到来自海内外的中华儿女在黄帝陵墓前燃一炷香、添一捧土，大家同气连枝、同根同族，我就觉得非常欣慰，就觉得自己正在从事的是一项功德无量的事业。”
孙天义一出生就背负“东陵大盗”之子的坏名声，从小一直生活在“大盗”父亲的阴影下。但是，他并未秉承“大盗”父亲的衣钵，而是自强不息，成为一代学人及文物保护专家，这样的“不肖子孙”，对于家国民族而言，才是最大的“孝子贤孙”。
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