史唐，幼时聪悟好学，李愬出任魏博节度使，挑选魏博大将的子侄，列名军籍。史唐自告奋勇，希望投身文职，李愬颇感惊奇，于是让他摄任魏州大都督府参军一职。
魏博军发生兵变，魏博节度使田布被逼自尽，史唐之父史宪诚被推为魏博留后，随后被朝廷授为魏博节度使，史唐也因此被改拜士曹参军兼监察御史，赐绯衣、银印。史唐因史宪诚多次违背朝旨，曾经对他哭谏，说明“逆顺之理”，朝廷对他颇为嘉奖，授其为检校太子左谕德兼侍御史，充任魏博节度副使，累官散骑常侍兼御史大夫，赐金紫。
沧景节度使李全略去世，其子李同捷窃取兵权，谋求承袭父职。朝廷举兵讨伐，史宪诚想要派兵支援李同捷，史唐予以反对，并劝史宪诚出兵讨伐李同捷。史宪诚无言拒绝，只好同意，唐文宗闻讯后，对史唐愈加赞赏，加授他检校工部尚书衔。
史宪诚派史唐及都知兵马使亓志绍，率军二万五千人前往德州，以讨伐李同捷。成德节度使王庭凑见李同捷败局已定，便游说亓志绍反叛，使其反逼魏州，谋杀史宪诚父子，夺取魏博。史宪诚当时已表示归顺朝廷，遂上奏告急，文宗派义成节度使李听率军攻亓志绍。王庭凑与亓志绍合兵掠贝州，史唐与李听连兵，大败亓志绍。不久后，李同捷被杀，横海之乱平定，史唐改名史孝章。
不久后，史宪诚派史孝章入朝，表示听从朝命，文宗明白史宪诚此举，出于史孝章的谋划，于是分魏博的相州、卫州、澶州三州置相卫节度使，史孝章被加衔礼部尚书，领相卫节度使。
史孝章还未到任，适逢魏博军乱，史宪诚遇害，牙内都知兵马使何进滔被乱军奉为留后，朝廷无力征讨，遂授何进滔为魏博节度使，将相、卫、澶三州归还魏博。史孝章只得迎送史宪诚的灵柩，将其葬于洛阳之北的邙山，之后，史孝章为父服丧，才被文宗起复为右金吾卫将军。
史孝章奉命出任鄜、坊、丹、延等州节度观察处置等使，转任义成军节度使。入朝任右领军卫大将军，加户部尚书，改为右金吾卫大将军，充任右街使。授为邠宁节度使，累加检校吏部尚书兼御史大夫，史孝章历职三镇（渭北、义成、邠宁），虽然没有突出政绩，但他洁身自好，也得以善始善终。
史孝章奉表入朝，在长安靖恭里的宅第中去世，年仅三十九岁，文宗听闻讣讯后，为他辍朝一日，追赠尚书右仆射，归葬于洛阳，与原配王氏合葬。
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