民国时期，孙科曾三次任广州市长，在任期间，对主持广州市政建设均有所作为。

　　1921年2月15日，广州市政公所改为市政厅，广州正式建市。孙科被委任为市政厅厅长。孙科曾在美国接受大学教育，对都市规划甚感兴趣，留意市政建设，归国以后，撰有《都市规划》专著。他认为原来市政公所的工作只限于拆城开路，过于单纯，整体规划也欠周全，乃建议建立新的制度，组织现代都市市政系统，并请授予全权创立新市制。在接受市政厅长任命当晚，即尽力起草了《广州市暂行条例》57条。2月中旬，条例获省政府通过并公布执行。按照暂行条例，市政首长改称市长，粤军总司令兼省长陈炯明遂任命孙科为首任广州市市长。

　　孙科上任后，依据《广州市暂行条例》对广州的市政建设进行规划、管理，批准了工务局长程天固起草的《广州城市计划概要草案》。当时，广州市政建设的主要任务仍是继续市政公所之所为，拆城墙、填濠沟、迁民居、筑道路，开辟城内各支线马路和西关各马路。由于广州革命政府初创，财政十分困难，市政建设费用全由市政厅设法筹集，开辟城内支线马路的费用由当时筹办的电车公司缴纳的专利款拨充，开辟西关马路的费用则由沿路铺户业主摊派。

　　孙科首任广州市长至1922年7月，在这一年半时间内，拆除约10公里的城墙，填平了1300米旧运河，拆除了3000多间房屋，在旧城墙基上建起万福路、泰康路、一德路、太平路、丰宁路、大德路、越秀路、文明路、长庚路等路段，拓宽了路面。筑路工程受到各种势力的阻挠，孙科亲自出面做工作。“九大善堂”和七十二行商绅士借口风水受损联合反对拆除双门底及移走门楼上的“铜壶滴漏”，鼓动市民晚上提灯示威游行。孙科召集商董们详加解释，并答应将“铜壶滴漏”移至海珠公园，平息了风潮。拆除西城时，西关商董惟恐拆城有损自身商业利益，以拆城必使西关水浸为由，再次挑起示威游行。孙科当时兼任广东治河督办，为防止西、北江水涨使西关受淹，已聘请了外国工程师柯内（maorolivercrona）在三水芦苞设计建筑新式活动水闸，他再次召开座谈会，让柯内出面解释，事态才趋缓和。拓宽长堤、西堤工程，需要教会办的博济医院拆围墙让地，美国领事馆副领事径至市政厅求见并威胁孙科，如不撤回拆令，停泊在白鹅潭的美国炮舰将限时轰击市政厅。孙科将其严词斥退，随即通知工务局会同财政局与博济医院协商，应允补偿医院损失，事情遂告解决。

　　孙科首任市长期内，除了筑路之外，在公共卫生管理方面，清除水沟126条共长53公里，录用千余名清扫工定期清扫搬运垃圾，将市区划分为6个卫生小区，每区有5人负责监督。在公用事业方面，设立邮政总局、市立图书馆等。在治安、公共场所统一管理、民众教育等方面也有举措。

　　1923年2月至1924年9月，孙科再任广州市长。其时，他是主持国民党中央党务的要员之一，无暇顾及市政建设，但仍为市政各局配备了有经验的专家，继续各项建设。交通方面，修建了2公里的水泥道路；公共卫生方面，定期派专家检查食用水，预防传染病；公用事业方面，修建了东山公园，规划修建越秀公园。

　　1926年6月至1927年5月孙科三任市长，时间不足一年。这期间国民政府组织北伐，财政经费筹集困难，市政规划的不少项目未能实施，但仍铺设了近3公里沥青路面街道。