孔海南于1983年获同济医科大学环境医学学士学位，1988—2000年在日本国立环境研究所水环境部担任研究员，其间攻读了环境工程博士学位并开展博士后研究工作。2000年，中国的七大重点流域正面临大规模污染，水环境日益恶化，年过半百的孔海南于此时毅然回国，利用在日本研发的技术和积累的经验，先后参与水污染十分严重的太湖、巢湖、西湖、洱海、滇池、长江三峡、苏州河等河湖、水库的综合治理与示范工程。然而，最为牵动他心的要数大理的洱海。这个曾经以其丰富的物产和清洁的水源哺育着大理一代又一代人的“母亲湖”，从20世纪90年代始，长期遭受湖水富营养化折磨，两次大规模蓝藻的暴发使湖水水质急剧恶化。洱海环境的恶化牵动着全国人民的心，也引起了国家的高度关注。洱海保护被纳入国家“水体污染控制与治理”科技重大专项。在这场洱海保卫战中，孔海南带领团队，以实际行动坚持“把科研论文写在祖国大地上”。他作为课题负责人连续承担了我国的“十五”“十一五”及“十二五”计划重大专项、国家自然科学基金等多个科研项目。团队用10年积累、5年实践、3年攻坚，让曾被过度开发不堪重负的美丽洱海，逐步重现了昔日大理“母亲湖”的风采。洱海治理的成果被称为全国湖泊治理的生态样本，被列为国家水专项重大标志性成果，被国家环保部表彰为“洱海保护模式”，成为全国的一面旗帜，使大家坚信通过科学治理，全国的江河湖海都可以得到有效治理，重现青山绿水的美好环境。

2014年的“世界环境日”（6月5日），孔海南作为代表受邀出席了总理座谈会。(www.daowen.com)

2013年以来，《人民日报》《科技日报》、中央电视台等国内主流媒体分别以题目“老人与海，孔海南的洱海情结”“孔海南洱海守护者”“为了洱海水清岸碧”“一切为了高原明珠”“心怀使命的洱海守护者”多次报道了他的相关事迹。2015年1月20日，习近平总书记来到云南大理洱海边的湾桥镇古生村了解洱海生态保护情况，同当地干部合影后说：“立此存照，过几年再来，希望水更干净清澈。”习近平总书记表示，“我是第一次来大理，从小就知道苍山洱海，很向往。看到你们的生活，我颇为羡慕，舍不得离开。”2019年11月，孔海南、王欣泽向韩正副总理汇报洱海保护工作。