可惜，天不从人愿，孙膑并没有如庞涓期望的那样一蹶(9)不振，反而在齐国派使者到魏国来访的时候，悄悄地求见了齐国使者，并以自己的才学游说他。齐国使者对这个身体残疾，才情一流的人十分感兴趣，就悄悄地把他带回了齐国。一到齐国，孙膑就受到了齐国大将军田忌的优待，并留他在家里居住。

孙膑在田忌家里虽然受到很好的照顾，但是却一直没机会展示自己的才能。直到有一天，田忌家里来了许多尊贵的客人。他们是齐国的诸位王子，想要和田忌来一场赛马。

田忌很发愁，他是齐国的将军，如果在赛马场上输了实在是有些难看，但是家里的马和诸位王子的马比起来，实在又差了那么一点点。孙膑仔细看过双方的马匹后，对田忌说：“你尽管下大赌注，我包你能赢。”

田忌相信了他，和诸位王子下了千金重注。等到要比赛的时候，孙膑对田忌说道：“你用你的下等马和对方的上等马比；然后用你的上等马和对方的中等马比；最后用你的中等马和对方的下等马比。这样就可以赢对方了。”

田忌按照他的方法和诸位王子进行比赛，果然如孙膑所料，输了一场赢了两场，最后赢了赛马。田忌对孙膑的智慧十分佩服，就向齐王举荐了他。齐王和孙膑谈论了一番兵法，认为他的确是个有才能的人，就任命他为齐国的军师。