對於孫臏裝瘋產生了作用，所以他暗中加緊了尋找逃離虎口的機會。突然有一天，他聽說齊國有個使臣來到大梁，就找了個間隙，偷偷前去拜訪。齊國的使臣聽了孫臏的敘述，從談吐中就可以認定他是一個很了不起的人才，而且十分欽佩，所以就答應幫他逃走。這樣，孫臏便藏身於齊國使臣的車子裏，秘密地回到了齊國。
而在這個時候，正值齊、魏爭霸，交戰不斷的年代。早在公元前386年；代表新興地主階級的田氏貴族在齊國取得政權後，就進行了一係列的社會改革，選拔文武人才，堅守邊境，反抗外來的威脅。孫臏回國後，很快見到齊國的大將田忌。田忌十分賞識孫臏的才幹，便將他留在府中，以接待上賓的禮節殷勤加以款待。
田忌是一個非常喜歡賽馬的人，可是卻時常輸掉。有一次，他又與齊威王賽馬，馬分上、中、下三等，對等競賽，三場全輸，田忌好不喪氣。這時恰巧孫臏在場，便給田忌出主意說：“待到下一輪比賽時，你用上馬對威王的中馬，用中馬對威王的下馬，用下馬對威王的上馬，必贏無疑。”田忌依計行事，造成兩個局部的優勢和一個局部的劣勢，以一負二勝贏得齊王三千金。一向取勝的齊威王這次輸了，大感驚訝，忙問田忌是何原因？田忌把孫臏找了過來，就借此機會把孫臏推薦給齊威王。
而齊威王見是一個雙腿受刑的殘疾人，所以開始並未介意，不過當孫臏陳述自己對戰爭問題的看法時，而齊威王則有意問道：“依你的見解，不用武力能不能使天下歸服呢？”孫臏則很果斷地回答說：“這不可能，隻有打勝了，天下才會歸服。”然後，他列舉黃帝打蚩尤，堯帝伐共工，舜帝征三苗，以及武王伐紂等事實，說明哪一個朝代都是靠武力解決問題，用戰爭實現國家的統一。沒想到孫臏的這一番深刻獨到的分析，會使齊威王大受震動。再詢問兵法，孫臏更是滔滔不絕，對答如流。所以齊威王就感到孫臏其人確實不簡單，從此就以“先生”相稱，把他作為老師看待。
在公元前354年，魏將軍龐涓發兵八萬，以突襲的方式將趙國的都城邯鄲包圍。而趙國抵擋不住，就派使者向齊國求救。而齊威王欲派孫臏為大將，率兵援趙。孫臏辭謝說：“我是受過刑的殘疾人，帶兵為將多有不便，還是請田大夫為將，我從旁出出主意吧！”齊威王仔細想了想也好，於是就拜田忌為大將，孫臏為軍師，發兵八萬，前往救趙。
大軍既出，田忌就想欲直奔邯鄲，速解趙國之圍。可是孫臏不讚成這種硬碰硬的戰法，於是就提出應趁魏國國內兵力空虛之機，發兵直取魏都大梁，迫使魏軍奔趙回救，對於這一戰略思想，將避免齊軍長途奔襲的疲勞，隻是讓魏軍於奔波被動之中，聽了之後田忌就立即采納了，於是率領齊軍殺往大梁。
而魏軍好不容易將邯鄲攻陷，可是卻傳來齊軍壓境，對於魏都城大梁告急的消息。龐涓顧不得休整部隊，隻有留少數兵力防守邯鄲外，然後忙率大軍馳援大梁。可是沒有想到，行至桂陵陷入齊軍包圍。而且魏軍長期勞頓奔波，士卒疲憊不堪，哪還頂得住以逸待勞的齊軍？結果被打得落花流水，大敗而逃，連主將龐涓也被活捉。到頭來，魏國隻好同齊國議和，乖乖地歸還了邯鄲。這就是曆史上有名的“圍魏救趙”之戰。也可以說是孫臏對龐涓的重重一擊。但孫臏並沒有殺龐涓，隻是訓導他一番，又將他放了。
在桂陵之戰十多年以後，即公元前342年，龐涓又帶領十萬大軍、一千輛兵車，分三路進攻韓國。可是小小的韓國抵擋不住龐涓的進攻，一時形勢危急，遂接連派出使臣，向齊國求救。齊威王召集群臣商討對策，有主張坐山觀虎鬥的，有主張發兵救援的，相互爭執不下。孫臏一直沒有說話。齊威王見狀便說：“先生是不是認為這兩種意見都不對啊？”孫臏點頭說：“是的。我以為，魏國以強淩弱，如果韓被攻陷，肯定對齊國不利，因此我不讚成見死不救的主張。但是，魏國現在銳氣正盛。可是假如我們匆忙出兵，豈不是要代替韓軍承受最初的打擊？”齊威王說：“那麼，依先生的意見怎麼辦好？”孫臏說：“我看可以先答應韓國的請求。他們知道我們能出兵救它，必然全力抗擊入侵的魏軍；而魏軍經過激烈拚殺，人力物力也會大大消耗。到那個時候我們再發兵前去，攻擊疲憊不堪的魏軍，拯救危難之中的韓國，就可以用力少而見功多，取勝易而受益大，不知陛下以為如何？”齊威王十分讚賞孫臏的諫儀，當即采納。在一年後，當魏韓兩軍交戰更為激烈，雙方實力已大大削弱的時候，齊威王才決定派兵出戰，仍以田忌為主將，孫臏為軍師。於是，孫臏與龐涓又一次相逢在戰場，開始了一場大規模的生死較量。
在戰役之初，如果按照孫臏的計策，齊軍長驅直入把攻擊的矛頭指向魏國的都城大梁。可是時過不久，孫臏得知龐涓回師都城的稟報，所以就對田忌說：“魏軍一向自恃驍勇，現急於同我軍決戰。我們要抓住這個心理，誘使他們上當。”田忌說：“軍師的意思是……”孫臏接口道：“我們可以裝出膽小怯戰的樣子，用迫兵減灶的辦法誘敵深入。”這以後，孫臏如此這般地對田忌敘說一遍。