孙膑绝不向恶势力妥协，但也不能蛮干。要讲究策略。他决定佯狂诈疯，以懈庞涓的警惕之心，然后再图脱魏之计。一日庞涓派人送晚餐时，他正欲举筋，忽然昏聩，作呕吐之状，良久发怒，张目乱叫不绝。庞涓亲自来看，只见他痰涎满面，伏地哈哈大笑，忽然又号啕大哭。庞涓颇为狡猾，恐其佯狂，命左右将他拖入猪圈中，孙膑披发覆面，倒身卧于粪秽之中。庞涓遂半信半疑，但看管已较前大为松懈。孙膑整日狂言诞语，或哭或笑，白日混迹于市井之间，晚间仍归猪圈之内。数日后，庞涓始信其狂。
过了一些时日，齐国有使者来魏。孙膑乘人不备，暗中会见了齐使，以刑徒的身份，慷慨陈词，打动了齐使。他们商议，用车将孙膑带离魏国，直奔齐国，从此掀开了孙膑人生历程新的一页。
2.知彼知己，智胜马赛
齐国使者救出了孙膑，快马加鞭地回到了齐国都城临淄。孙膑洗了澡，换了衣，饱食多日之后，又恢复了他英武的面容。因为早有墨子的推荐，再加他本人装疯脱身之计，齐威王对孙膑就另眼相看，要封他的高官。孙膑辞谢说：“臣一来无功不受禄，二来庞涓如果知道我回了齐国，必定又起是非。不如叫臣暂时隐姓埋名，待大王有机会用臣之时，我再立功报效吧！”
大将军田忌很欣赏孙膑的才华，就出面说：“请孙先生暂住我家，我好日夜求救。”于是，孙膑就成了田忌府中的上客。田忌为人礼贤下士，谦虚谨慎。不管国事家事，他都求教于孙膑。二人如鱼得水，大有相见恨晚之意。有一天，田忌回府，眉头紧皱，有些闷闷不乐。他请来孙膑，告知其不快乐的原因——原来齐国都城流行赛马的游戏。威王想用赛马促进国人练武强国。他本人也亲自参加，每次都下了很大的赌注，吸引得文武百官纷纷参加。威王的御厩里养有一批高头快马，田忌参赛连连失败，今天又输了百金。孙膑听后安慰说：“将军不要犯愁，孙子兵法说，知己知彼，百战不殆。赛马与打仗一样。下次再赛，将军带我去看看，了解了情况，我再给将军出主意。”
又一次赛马会在教场中举行。田忌乘车带上孙膑来到赛场。只见彩旗飘飘，马嘶人叫。比赛开始了。孙膑了解到，参赛者将马分为三等。上等马对上等马，中等马对中等马，下等马对下等马，三比二胜。三等马跑的速度相差无几，因此互有输赢。但是，威王宫中的马，全是好马快马，所以每赛必胜。这次比赛，田忌仍照常规进行，最后又失败了。
田忌回到府中，孙膑就对他说：“我已想出了赛马的新方法。将军再次比赛，我保你反败为胜。”田忌说：“先生如能保我获胜，我就去请求大王以千金为赌注。”孙膑满有把握地说：“你尽管去挑战好了，输了我负全责！”
田忌很快就去找威王挑战。威王说：“你乃败军之将，怎敢言战？”田忌说：“臣这次下定决心，一定要赢，并以千金作奖。”威王说：“好嘛，寡人明日定要赢你千金！”
赛马会又一次在教场举行。观众听说这次赌注比哪次都高，整个临淄城万人空巷前去围观助兴。
临开赛前，田忌对孙膑说：“兄长的妙计快拿出来吧！这次再输了，我可就惨了！”孙膑说：“齐国的好马都集中于王官。将军是很难与之力敌的。今日当以计取之。”接着，孙膑就与田忌耳语了起来，听得田忌连连点头微笑。
三声鼓响。上等马的比赛开始。威王的马一开始就冲在最前面，把田忌的马拉下了好长的距离。结果，田忌输了。
第二场是中等马比赛。田忌的马一反常态，快速地冲在了前面，观众齐声高叫：“快，加油！加油！”结果，田忌赢了。
第三场下等马的比赛又开始了。田忌的马又一次赢了。结果是三比二的战果。田忌赢了一千金。全场观众欢声雷动，报以震耳欲聋的掌声。威王感到意外地问田忌：“田卿，以往赛马，你是常败将军。今天太阳从西边出来了吗？难道你的马都吃了神丹仙药，成了神马了？”田忌说：“臣的马还是凡马，太阳也没有从西边出来。这都是孙膑先生的妙计啊？”威王听后，眼睛一亮：“赛马，又不是打仗，还有什么妙计？”田忌说：“此中奥秘，还是请孙先生来说吧！”
威王叫来孙膑相问。孙膑说：“臣知大王爱好赛马，是为了训练出好马，用于他日的战争。赛马场就是战场，不但要斗勇还要斗智。军队中有上中下三军。马也有上中下三等。臣请田将军以下等马对大王的上等马，以上等马对大王的中等马，以中等马对大王的下等马。这样，力量的对比就起了变化；输一场却赢得了二场。这在兵法上就叫：‘知己知彼，避实就虚，出其不意，攻其不备！’”“妙哉！妙哉！”威王树起了大拇指连连称赞孙膑：“以一斑可窥全豹。从此寡人可以看出先生身残志不残，足智多谋，高人一等！”
3.避实就虚，围魏救赵
公元前354年秋，庞涓自以为孙膑已死，天下无对手。为了展示其才能，替魏国开疆拓土，他说服了惠王，率领10万精兵，北上入侵齐国的盟国赵国。魏家将打头，长驱直入。赵国首都邯郸被围。赵王派人求救于齐国。
齐威王决定拜孙膑为帅，出兵救赵。孙膑辞谢说：“不行，不行，臣是个残废人，拜我为帅显得齐国别无人才，让敌人讥笑，再说，庞涓知我未死，一定会加倍小心，这对我国也是不利的。臣请拜田忌将军为帅吧！”威王点头应允，就拜田忌为师，孙膑为军师，立即出兵。
出兵的这一天，田忌下令齐军直奔邯郸。孙膑说：“不行不行！”田忌感到意外地问：“我们不是去救援赵国吗？救兵如救火，去晚了，邯郸恐怕就完了。”孙膑说：“赵军不是庞涓的对手。不等我军赶到，邯郸城早就破了，那就成了雨后送伞了。”田忌说：“军师，你说怎么办吧？”孙膑说：“我们避实就虚、声东击西，大军直捣魏国首都大梁。庞涓知道后，定然撤军回救。我们从半路截击，以逸待劳，定获胜利！”田忌听后连连点头说：“妙计！妙计！就依军师高见。”
庞涓果然一鼓作气地攻下了邯郸，正要追击残余赵军，一举扫平赵国全境时，突然接到魏惠王紧急谕旨，令其火速回军，以解大梁之围。庞涓不敢怠慢，立即下令，以急行军速度火速回师！
齐军进入魏国，没有遇到大的抵抗而长驱直入地兵临大梁城下之后，围而不打地撤到桂陵。孙膑知道，桂陵乃魏军回师必经之地，就选择了有利地形，埋伏下精兵强将，等待鱼儿上钩。庞涓率兵回援，一天走100余里，走了近10天，将士已十分疲劳，到了离桂陵20里地时，突然战鼓咚咚，一军杀出，拦路腰击。领兵人乃齐国牙将袁达。庞涓见齐军人少，就命侄儿庞葱领兵接战。两人杀了20多个回合，袁达诈败而虐。庞涓挥军追赶，将到桂陵，只见迎头又一支齐军摆开阵势。庞涓登高一望，正是孙膑刚到魏国时于教场内摆的颠倒八门阵。庞涓心中纳闷：“那田忌怎么也知道此阵？莫非他已求教过鬼谷子？”正在此时，一阵鼓响，齐军中闪出一员主将，全身披挂，手执长戟，认军旗上绣着一个田字。田忌在先锋田婴的护卫下高呼：“庞涓小儿，速来送死！”庞涓怒瞪双眼：“你田忌有何本事，敢与我庞大元帅对阵？”田忌冷笑一声说：“庞涓，你不要逞能。你认识我这阵法吗？”庞涓说：“此乃颠倒八门阵！”田忌说：“你敢来攻阵吗？”庞涓迟疑了一下，要说敢打，又无把握；要说不敢，岂不丢脸？于是，就硬着头皮说：“打！”田忌心中暗喜地说：“好！我们走着瞧！”
田忌引田婴回马入阵。庞涓对身旁的庞葱、庞茅、庞英说：“你三人各领一军待命出击。我领头打阵。你们看阵势一变，就三队并进，使其首尾不能相顾。”“是！”三个庞家将奉命分兵走后，庞涓就带领500精兵上前打阵。他才入阵中，只见八方旗色，纷纷转换，东冲西杀，找不到出路。正在此时，一阵金鼓齐鸣，齐军推出一辆戎车，车上高坐着一个浓眉大眼威武英俊，手持令旗的主将，背后的认军旗上绣着一个大大的“孙”字。庞涓连喊：“打鬼！打鬼！”孙膑高声叫道：“庞涓，你这人面兽心的势利小人。我不是鬼，是你害不死的义兄孙膑。老天有眼，冤家路窄。你今天敢攻打我的颠倒八门阵，我马上叫你变成鬼！”庞涓闻言胆战心惊，连忙下令退军！孙膑把令旗一挥，几队齐军一齐冲杀过来，杀得魏军弃甲丢盔，横尸遍地。庞涓自认将死之时，三位庞家将赶来解围。双方一场恶战，庞茅被田婴一枪刺死。庞英、庞葱奋力死战，损兵大半才救出庞涓逃出阵去。
庞涓死中逃生，不敢恋战，急忙率领残兵败将，像条丧家犬一样，夹起尾巴逃回大梁，紧闭城门死守不出。
在这次作战中，孙膑运筹帷幄，指挥若定，运用了灵活机动的战略战术，抓住要害，攻其必救，以逸待劳，声东击西，始终掌握主动，牵着敌人的鼻子；待时机成熟之时，给敌人以重创，充分显示了卓越的军事才能，同时为齐国争霸中原、战胜强魏奠定了基础。
4.减灶诱敌，设伏聚歼
桂陵之战结束后，齐威王对田忌和孙膑甚为宠任，专以兵权委之。宰相邹忌心胸狭窄阴冷，恐田忌或孙膑将来代己为相，便设计诬陷田忌欲拥兵背反，齐威王疑之，田忌托病辞了兵权，以释齐王之疑。孙膑不久也谢去军师之职。次年，齐威王死，其子辟疆即位，是为齐宣王。宣王素知田忌之冤与孙膑之能，召请二人回朝，执政如故。
魏国在桂陵之战后，并不甘心失败，元气也并未大伤，久霸中原的余威还在。地处中原的原来是晋国，后来分裂成魏、赵、韩三国，因而亦称“三晋”。魏国兵强马壮、国力雄厚，赵、韩二国远逊于它。桂陵之战受挫后，魏国结好与赵、韩，三国联军同仇敌忾，先后击败过秦、楚两国的进攻。魏国内部也加强整顿，发展生产，国势日强。然而魏惠王是个目光短浅、好大喜功而又缺乏深远战略思想的君主，加之庞涓等一帮人的怂恿，魏惠王便又忘记了昔日的教训，独霸中原的野心便又膨胀起来。于是，在周显王二十九年（公元前340年），即桂陵之战后13年，魏惠王派太子申和庞涓率兵大举进攻韩国，企图一举亡韩。
弱小的韩国，在魏军的强大攻势面前连吃败仗，兵临国都，韩哀侯异常恐慌，遣人星夜告急于齐，求其出兵相救，以存社稷。
早就想称霸中原的齐国认为大好时机到来，齐宣王召集群臣，共议国策。宰相邹忌认为，韩魏相煎，这是齐国之幸事，可以隔岸观火，齐国自身也需加强治理，以不发兵相救为宜。大将田忌则认为，魏韩相斗，韩败魏胜是其必然结果，那样就会使魏势力大增，则祸必殃及于齐，绝不能袖手旁观，坐失攻魏战机。两人争执不下，齐宣王征询孙膑的意见，说道：“军师不发一言，难道说救与不救，二策都不合适吗？”
孙膑早已成竹在胸，他首先透彻地分析了不救与速救的弊端，他认为，魏国自恃其强，伐赵之后又起倾国之兵伐韩，其野心须臾也未忘记伐齐。如果任韩降魏，只能使魏更加强大，从而形成对齐国的巨大威胁，因而弃韩不顾是不明智的。然而，齐国的军队必须为齐国的利益而战，如果过早地出兵救韩，就等于齐国代替韩国作战，韩享其安，我受其危，主客颠倒，那对齐国是十分危险不利的。
孙膑的一席话，鞭辟入理，令人信服。既然不救和速救都不妥当，那么怎么办呢？孙膑接着说，从齐国的根本利益出发，应该许韩必救，以安其心。韩知有齐相救，必然尽全力抗魏自卫，魏兵也定然倾其全力以攻韩。等到魏韩厮杀实力消耗后，再出兵攻击疲惫的魏军，拯救危亡的韩国，用力少而见功多，才会收到事半而功倍的效果。
齐宣王听了孙膑的建议，非常高兴，热情地接待了韩国使者，答应说：“齐救兵旦暮将至。”韩哀侯大喜，奋力抵抗魏军。然而毕竟弱不胜强，前后交兵五六次之后，韩军尽皆大败，再次派使来齐，请求速发救兵。魏军在激烈的战斗中也有一定的伤亡，实力有所削弱。于是，齐国抓住了韩危、魏疲的最佳时机，任命田忌为大将，田婴为副将，孙膑为军师，统军数万、兵车数百乘，浩浩荡荡离齐攻魏救韩。
这一次，孙膑又一次采取了“围魏救赵”的战术，他认为“夫解纷之术，在攻其所必救，今日之计，惟有直走魏都耳！”魏惠王见齐军又杀气腾腾直扑大梁而来，鉴于13年前桂陵之败的惨痛教训，再也不敢让魏军在韩恋战，急忙将魏军主力调回。庞涓大惊，即时传令离韩归魏，率兵10万企图与齐军进行一次战略决战。