孙膑死里逃生，终于回到了齐国，受到了齐国大将军田忌的热烈欢迎。田忌见孙膑精通兵法，十分赏识，一见如故，并将其推荐给了齐威王。听了孙膑的一番宏论，齐威王心悦诚服，如获至宝，已经将孙膑视为将才，并任其为军师，协助大将军田忌。孙膑正式登上了战国中期的历史舞台，开始大展宏图。
孙伯灵在淳于髡的帮助下终于逃出虎口，踏上了家乡的土地。经过几天的星夜兼程，在一个深夜，车队驰进齐都临淄城（故址今山东省淄博市临淄区）的雍门，径直奔大将军府而去。
第二天，天气格外晴朗，湛蓝色的天空，万里无云。空中飞翔着报春的燕子，早起的鸟雀天将亮就把孙伯灵吵醒了。虽然历经重重磨难，死里逃生，孙伯灵的身体瘦弱无力，但迎接新生的精神支撑着他顽强地坐起来，加上洗去身上的污垢和一路风尘，他换上了一身墨绿新衣，显得精神振奋。当他出现在齐威王的大将军田忌面前时，连淳于髡都吃了一惊。
淳于髡不无伤怀地对孙伯灵说：“原来孙先生一表人才、气宇非凡！”转身对田忌说：“这位就是被魏惠王迫害，膑去双膝的孙先生。”
田忌几步奔过来，伸出双手紧紧握住孙伯灵的双手。
孙伯灵动了动身子企图站立起来，两腿无力却终于没有站起来。
田忌问孙伯灵：“先生叫孙——”。
孙伯灵想了想说：“就叫我——孙膑吧！”
田忌说：“孙膑先生，走，咱们这就去见威王！”
齐威王听说孙膑已到宫门外，急得连衣冠都没整好，就奔出门外，亲自迎接。他把孙膑安排在一个舒适的座位上坐下，就迫不及待地说：“早就听说先生的本领，本来想派人去鬼谷山相邀，后来听说先生下山在魏国任职，却不曾想惠王如此无情，先生惨遭毒手，留下终身遗恨。现在好了，先生安全到了我齐国，又是我朝田姓同宗，本王欲拜你为大将军，你看可好？”
孙膑热泪盈眶，自己一个残废人，初回齐国，威王就如此看重，拜以大将军。他眼前又浮现魏国大梁街头那个满街乱爬、乞讨求生的“疯子”。
孙膑说：“孙膑没有才能，能被救回齐国，心中已经感激不尽。大王又委以重任，孙膑心中惭愧，不敢接受。如果国家有用我孙膑之时，我定当鞠躬尽瘁，死而后已！”
齐威王执意要授官职，田忌也一旁相劝。孙膑以“刚来齐国，还是不要惊动魏国以引起仇恨”为由，终于没有接受。
齐威王说：“久慕先生学识渊博，今又认识到先生品德高尚，暂不拜官也罢，请先生回答本王几个问题好吗？”
孙膑谦虚地说：“大王过奖了。大王请讲。”
齐威王叹了口气说：“先祖在位时，三国便不断伐我。周威烈王二十一年（前405），魏、赵、韩三国趁韩悼子去世，田氏发生内乱而联合伐我。廪丘（今山东省范县）一战，我军惨败，从此一蹶不振。第二年，三国联军一直攻入我长城。此战之后，三国名声大振，周威烈王也就命赵、魏、韩三家为诸侯。周安王二十二年（前380），三国伐我打到桑丘（今山东省滋阳县）。两年后，三国趁我国有丧事而攻我灵丘（今山东省高苑县）。又五年之后（前373），燕国败我于林营（今河北省河间、沧县间），魏伐我到博陵（今山东省博平县），鲁伐我入阳关（今山东省坟上附近）。又一年，就连小小的卫国竟也攻占我国薛陵。又两年（前370），赵伐我国鄄邑（今山东省鄄城县北），两年后，赵又打到我长城，我齐国一个泱泱大国，却处于诸侯并伐的被动挨打局面，我恐怕国土一天天丧失，恐怕祖辈基业毁于一旦。请先生一定教我，怎么才能不挨打，怎么才能称霸天下？”
孙膑说：“我齐国虽大，却屡屡战败，这的确是个严酷的问题。打了胜仗，就能保存处于危亡中的国家，延续将被毁灭的世系。打了败仗，就会丧失领土而危害国家。对战争问题不能不认真研究。大王如此重视战争问题，下一仗，我们就一定能战胜！”
齐威王很高兴，充满希望地说：“有孙先生辅佐于我，我军必胜！”
孙膑又说：“战争不是轻率进行的，胜利不是可以随意贪求的。轻率好战的人会导致亡国，一味贪求胜利的人会受挫被辱。因此，每战必须做好充分准备，然后才可以采取行动。比如城小而防守坚固，是因为有充足的物资储备；兵少而战斗力强，是因为进行的战争是正义的。防守而无物资储备，进行战争而又是非正义的，天下谁也无法使防守坚固，使战斗力强大，那就一定会失败，轻则丧权辱国，重则亡国亡族。”
齐威王赞同道：“对，说得太对了。晋国在三家分晋前，最强的大夫莫过于智伯了。可智伯贪婪，最终赵、韩、魏三家联合起来，大败智军，杀死智伯，灭除智氏，瓜分其地。从这一件事就可以看出，战争绝不是好玩的，不能随心所欲、穷兵黩武。”
田忌说：“正是。智氏本可以拥有其国，因为战争不义而被三国联合灭除，这也叫做小算失大算，企图得小利，却把国都灭了，宗族灭了。”
孙膑说：“对！只有用武力战胜敌人，才能使自己强大巩固起来，实现国家的统一。要想使天下臣服，只有战胜而强立！”
齐威王情不自禁地重复道；“战胜而强立？说得好啊！”
孙膑又说：“只有打了胜仗，才能消除分裂，平息叛乱，维护统一，巩固政权。”
齐威王忽然想起什么：“先生刚才说使天下臣服？”
“对，就是天下为一大统，七国为一大国，就是天下臣服，这也正是我的理想。”
过了几天，齐威王与孙膑、田忌讨论用兵之道。齐威王问：“孙先生，敌我两军相遇，双方的将领互相对峙，彼此的阵势都很坚固，谁也不敢先采取行动，应该怎么办呢？”
孙膑答道：“可先用少量的轻兵去试探敌阵，由地位低下而勇敢的人率领，必须失败，不能得胜。把主力部队隐蔽地列成阵势，猛烈地袭击敌军的侧翼。这样，就可以出其不意，战胜敌人，取得胜利。”
齐威王问：“使用较多的兵力或使用较少的兵力，在作战指挥上有什么规律吗？”
孙膑答道：“有。”
齐威王问：“我强敌弱，我众敌寡，应该怎样指挥呢？”
孙膑再次向威王拜谢，然后说：“只有圣明的君主才会提出这样的问题。既然军队众多而又强大，还要问怎样指挥，这是确保国家安全的根本之道啊！在这种情况下，指挥作战的方法叫‘赞师’。就是故意使我军的阵势混乱，队形不整，以便迎合敌人心意，敌人就必然会出兵和我决战。”
齐威王接着问：“敌众我寡，敌强我弱，又应该怎样指挥？”
孙膑回答说：“在这种情况下，指挥作战的方法叫‘让威’，即必须隐蔽好后面的主力部队和机动部队，使他们能够随时撤退或转移。前沿部队，要把使用长柄武器的士卒放在前头，使用短武器的士卒放在侧后，并配置一部分机动弩兵（弩，战国时期才有的射程较远的武器），以便应付紧急情况。后面的主力部队不能轻易行动，一定要等敌军疲惫了再发起反击。”
齐威王问：“我军已经出战，敌军也已经出战，不知道兵力谁多谁少，应该怎样指挥呢？”
孙膑说：“在这种情况下，敌军将要进攻，我军分为三阵迎战，以一阵后援。能打就打，不能打就撤出战斗。”
“攻击走投无路的穷寇应该怎么办？”齐威王又问。
孙膑说：“不要过于逼迫，等敌人寻求生路的时候再设法消灭它。”
齐威王问：“攻击势均力敌的敌军怎么办？”
孙膑说：“要首先设法迷惑敌人，使敌人分散兵力，然后我军集中兵力分别消灭它。这样做必须十分诡秘，一定不能让敌人知道我军的企图。如果敌人不分散兵力，我军就按兵不动，不要去攻击敌人故意放出来的疑兵。”
齐威王又问：“以一当十有什么规律吗？”
孙膑说：“有。这就是要‘攻其无备，出其不意’。”
齐威王问：“地形平坦，部队严整，打起来却失败了，是什么原因？”
孙膑回答：“这是因为布阵时没有精选出冲锋陷阵的突击分队。”
齐威王又问：“要使士卒能够一贯听从命令，应该怎么办？”
孙膑答道：“这就要求将领能够做到一贯严守信用、赏罚分明。”
齐威王高兴地说：“你的用兵之道，果然奥妙无穷啊！”
田忌大将军一直在一旁认真听着，见齐威王一口气问了这么多问题，他心中也不禁涌起许多疑问，却没敢插嘴。这时见齐威王赞叹不已，赶紧将胸中的疑惑倾诉给孙膑。他问孙膑：“妨碍军队行动的是什么？陷敌于困境的是什么？壁垒沟堑不能攻克的原因是什么？不得天时的原因是什么？不得地利的原因是什么？不得人心的原因是什么？请先生解答处理这六个问题有什么规律吗？”
孙膑说：“有。给军队造成妨害的是不利的地形，使敌人陷入困境的是险阻。所以说，有三里的沼泽泥泞地带，就会给军队的行动造成巨大妨碍，无论是我方还是敌方，在这种情况下要通过沼泽泥泞地段或涉渡江河，众多的战车甲士将被迫停滞，无法前进。因此说，妨碍军队行动的是不利的地形，陷敌于困境的是险阻要隘。壁垒沟堑不能攻克的原因是沟渠隘塞对敌人是有利的，而对我军却是不利的。不利的地形作战势必难以取得胜利。不得天时、地利、人和的原因是没有把握这三方面的规律。这三个方面，没有比人和更宝贵的了。取得胜利的因素不是单一的，天时、地利、人和这三个条件不具备，即使取得胜利也会带来灾祸。因此必须具备了这些条件才能作战，到不能不战的时候再作战。要抓住有利战机，而不是反反复复地用兵。”
田忌问：“如果敌人按兵不动，怎么办？”
孙膑说：“可以在击鼓时坐镇待敌，同时用各种办法引诱、调动敌人。”
田忌问：“作战部署已经确定，行动时要使士卒能听从命令怎么办？”
孙膑说：“既要严明军纪，又要讲清利害关系，论功行赏。”
田忌又问：“赏罚严明，是不是用兵最要紧的事情？”
孙膑回答说：“不是。奖赏，是为了鼓舞士气，使士卒舍生忘死地去战斗。惩罚，是为了整顿军纪，使士卒服从上级的指挥。这些都是有助于取得作战胜利的，但不是用兵最紧要的事情。”
田忌又问：“权力、形势、计谋、诡计，是不是用兵最紧要的事情呢？”
孙膑说：“不是。掌握权力，是为了调集和指挥军队；示形造势，是为了使士卒勇敢作战；运用计谋，是为了使敌人放松戒备；施展诡计，是为了困惑敌人。这些都是有利于取得作战胜利的，但不是用兵最紧要的事情。”
田忌任齐威王的将军多年，指挥过大小无数次战斗，他的威名让邻国的敌将都闻之丧胆，几十年的战争经验令齐威王对他刮目相看。此时，他一连提了十几个问题，都没难住孙膑，他在内心深处敬佩孙膑，仰慕这个被人迫害致残的孙膑。可是，一连几个“不是”，他听后心中总是不悦。此时，脸上变了颜色，话也带着怨愤之气，他问：“奖赏、惩罚、权力、形势、计谋、诡诈，这六个方面都是善于用兵的人所必不可少的，而您却说不是用兵最紧要的事情。那么，用兵最紧要的事情到底是什么呢？”
孙膑说：“分析敌人的情况，研究地形的险易，必须察明道路的远近，务必激发士兵，临战前使士卒保持旺盛的斗志，等等，这都是将帅的重大责任。坚决打击敌人空虚而要害之处，即所谓必攻不守，才是关系全局的胜负、安危、成败、主动与被动的关键，这才是用兵最紧要的问题呵！”
田忌顿觉眼前豁然开朗，许多年来，他统兵打仗，虽也有胜利之时，但多数时候总感觉力不从心，很难把握战争的态势。他从心中感谢老天爷把这个孙膑还给了齐国，齐国有孙膑，下一仗一定能胜，下十仗也一定能胜利！田忌语气亲切，面带微笑地问：“拉开阵势而不与敌人交战有什么办法吗？”
孙膑说：“有。据守险隘，增强壁垒，按兵不动，注意戒备，不为敌人挑动，不为敌人激怒。”
田忌问：“敌军既众多又凶猛，非与它交战不可，有什么办法取胜吗？”
孙膑说：“有。增强壁垒，广思谋略，严明军令，整顿部队，团结士卒。避敌锐气使其骄傲，引诱调动敌人使其疲劳。然后攻其不备，出其不意。这样做，必须做持久的战争准备才能成功。”
田忌说：“你说得太好了！我还有几个问题要问先生，锥形阵的用处是什么？雁行阵的用处是什么？精选出来的有力士卒怎么用？驰驱善射的弩兵怎么用？飘风之阵怎么用？一般士卒怎么用？”
孙膑说：“锥形之阵，是用来冲破敌人坚固阵地，摧毁敌人精锐部队的；雁行之阵，是用来袭击敌人侧翼，疲惫敌人的；精选出来的有力士卒，是用来突破敌阵、擒杀敌将的；驰驱善射的弩兵，是用于激烈持久战斗的；飘风之阵，派出轻快的战车，是为了追击逃跑的敌人；一般士卒，是用来配合行动、增加胜利的。明智的君主和通晓用兵规律的将帅，是不指望用一般士卒建树主要战功的。”
孙膑胸中自有百万雄兵、无穷韬略，此时滔滔不绝，用言辞回答齐威王和田忌大将军的数十个问题，这只不过是他智慧河流中的一束浪花。然而即使是一束浪花，把齐威王和田忌大将军也惊诧、喜悦得不能自制。
齐威王起身走到孙膑面前，躬身施礼道：“孙先生才略非凡、智慧超人，务必请收下寡人作学生。”
孙膑忘记了自己是残废之人，双腿用力想站起来，却动弹不得。
田忌也趋步走到孙伯灵面前，拜了又拜说：“孙先生务必不要推辞，一定也收我为学生！”
孙膑热泪盈眶，艰难地挪动着他的双腿要向齐威王、田忌行跪拜之礼，可双膝无力，支撑不住他的身体。他歪倒在桌几上。
齐威王、田忌慌忙过来扶他。孙膑说：“齐国是我的祖国，为祖国的强盛我责无旁贷。大王和大将军如此厚待孙膑，我受宠若惊，感激不尽。日后，国家大事就是我的大事，我当鞠躬尽瘁、死而后已！”