2024年全國夏季游泳錦標賽8月25日在安徽合肥揭幕，首個比賽日便上演了孫楊的復出之戰，他最終成功奪得男子400米自由泳決賽冠軍。

8月25日上午展開的第一競賽單元進行了男子400米自由泳預賽，浙江隊的孫楊在第11組第四道出發，最終以3分54.98秒名列小組第一，也以預賽總排名第二位的身份晉級晚間的決賽。預賽結束後，孫楊感慨道：『就是很熟悉的感覺吧，心裡有點忐忑、有點緊張。就是已經很久沒有這種感覺了，需要來找回這種感覺。確實這個恢復的時間非常短，加上這四年其實沒有很好的保障，治療、訓練都是需要靠自己，傷病等很多方面的困難都需要自己去克服，所以今天能游到這個成績我感到很高興。』

晚間的男子400米自由泳決賽，第五道出發的孫楊完全按照自己的節奏游進，前程他並沒有急於發力，而是在300米過後超越至首位，最後100米他全力守住領先優勢，最終以3分49.58秒奪得冠軍。雖然這個成績無法與自己巔峰時期的表現相提並論，但能夠在離開賽場四年多之後，以近33歲的年齡與一眾『00後』小將拼爭而奪得此次全國比賽冠軍，還是令老將孫楊十分激動，他也流下了激動的淚水。賽後，孫楊在個人社交媒體上發文，感恩父母、愛人、老師、朋友與默默一路陪伴他的人，『未來，我將懷揣這份熱愛堅定前行，在人生的賽場上鑄就更多輝煌。』