Dans ce cas-ci, pour respecter la concordance des temps (postériorité par rapport à un verbe à l’indicatif imparfait), il faut dire

je pensais qu’il n’allait pas pleuvoir

ou

je pensais qu’il ne pleuvrait pas

“Je pensais qu’il ne va pas pleuvoir” est incorrect et “sonne” effectivement mal aux oreilles. Un locuteur natif francophone ne fera (généralement) pas cette faute et si vous la faites… j’ai bien peur que cela trahisse que le français n’est pas votre langue maternelle.