也就在这段时间，孙膑也来投效魏国了。但《东周列国志》上描述说，举荐他的不是同学庞涓，而是大名鼎鼎的墨子。
小说中说，墨子游历到云梦山，与孙膑相遇。他见孙膑才能卓越，却没有获得诸侯的任用，便问孙膑原因。
孙膑回答说：
“我同学庞涓已经到魏国去了，他和我相约等他发迹的时候，就帮我引荐。所以我就在山中等待他的消息。”
墨子表示愿意帮孙膑去打听庞涓的消息，便下山去了魏国。到了魏国后，他听说庞涓已经当上了将军，骄傲无比，便猜出庞涓已经无意举荐孙膑了。墨子干脆转换目标，直接去拜会了魏惠王魏罃，向他力荐孙膑的才能。
魏罃对孙膑不是很了解，但他听墨子如此推荐，便产生了兴趣。又听说庞涓和孙膑是同学，他就把庞涓叫来，让他用同学的关系写封信去把孙膑请来。
庞涓一听，心想孙膑来了不得抢了自己的饭碗？他赶紧说道：
“孙膑是齐国人，他的宗族都在齐国（此小说杜撰，真伪难辨），他要出仕，必然是先选择齐国，所以臣觉得请他来魏国不妥。”
魏罃不以为然，说：
“别国的人也可以为寡人所用嘛。”
庞涓没有办法，很不情愿地写了一封简短的书信，然后派人去请孙膑下山了。
孙膑受到庞涓的信后非常高兴，连忙收拾东西准备下山了。而鬼谷子看了庞涓的那封信，发现信上没有一个字提到自己的恩师，心里已经看出庞涓是个薄情寡义的人了。他担心孙膑此去会遭到庞涓的陷害，便在孙膑临走之时叫住了他。鬼谷子同样让孙膑他去山中采一朵花回来，以他的前程算卦为名义，嘱咐他一些忠告。
孙膑临时找不到野花，便顺手把鬼谷子桌案上瓶子里的一只黄菊摘了下来，呈给了鬼谷子。鬼谷子看了看菊花，说道：
“这朵花虽然被折断，但是经历了寒霜酷暑仍然完好，说明你的前程虽有人陷害，但并不会丢失性命；这花插在瓶子中，被人们欣赏和喜爱，说明你将来一定会封官拜爵，为人敬仰；这花虽然艳丽，但被摘取后无法再生长，只能重新放回瓶中，说明你的功名事业终究只能回归故土。”
鬼谷子又拿出了一个锦囊，交给孙膑说：
“遇到极紧急的情况，你再打开看。”
孙膑拜别了鬼谷子，依依不舍地离开了云梦山。而鬼谷子，小说中描写说他把自己的两本典藏宝书分别交给了另外两名弟子——苏秦和张仪之后，便离开了云梦山，渡海前去蓬莱仙岛，不知所踪了。
孙膑下山来到了魏国。满心欢喜的他本以为有同学的帮助，能够在七雄中最强大的魏国里出人头地了。但是，他万万没有想到，自己所要依靠的这位同学，不过是个害人精。
小说中，孙膑来到魏国王宫之后，顺利通过了魏罃亲自主持的面试。魏罃欣赏孙膑的才能，想把孙膑封为军师，协助庞涓执掌兵权。
庞涓一听，心里不高兴了，但他不能表露出来，便对魏罃说：
“孙膑是我的同窗，他就像我的大哥一样，我怎么好意思让他做我的下手呢？不如先让孙膑作为客卿，等到他立了军功之后，我就把职位让给他。”
魏罃一听，庞涓真是大好人啊，于是便听从庞涓的建议，把孙膑封为客卿。
客卿是干什么的呢？通俗点讲，就是挂职的，不属于单位编制内的特殊员工。“客卿”中的“客”字代表他们不是君臣关系，只是宾客关系，是作为客人在诸侯国里受优待的。平日里，双方不需要行使君臣礼节，客卿也没有专门负责的工作。国君临时有事的时候，才会请客卿出来帮一下忙。
孙膑当了魏国客卿，名义上听起来很好听，待遇也不错，但实际上他在魏国没有任何权力，当然也不能和庞涓分享兵权。这也正是庞涓想要的结果。
但是孙膑不知道，他觉得有这样的优待，全赖庞涓的功劳。他和庞涓两人走动得更加密切了，仿佛就是好兄弟一般。
见孙膑对自己不加设防，庞涓又耍起了坏心眼，他知道孙膑在云梦山的学校里经常“开小灶”，获得鬼谷子不少的真传，便想让孙膑把那些秘籍说出来。有一次，两人在一起喝酒，庞涓便套孙膑话，假装请教孙膑，问他一些兵法上的东西。孙膑对答如流，说的全都是庞涓没有听过的知识。庞涓便惊奇地问：
“你说的是《孙子兵法》上的内容吗？”
孙膑答：
“是的。”
庞涓问：
“书能不能借我看一看？”
孙膑答：
“书已经还给师父了。”
庞涓又问：
“那你能把书的内容背下来吗？”
孙膑回答：
“当然可以。但这是师父专门教授给我的，我现在不能背给你听。”
庞涓心里不甘心，他觉得必须想一个办法，逼孙膑把《孙子兵法》给吐出来。
有一天，庞涓假装好意地问孙膑说：
“你的家人都在齐国，现在你在魏国做官，为什么不把他们叫来一起居住？”
一提到家人，孙膑心里就很难受，他回答说：
“我的家族离散多年，现在是音信全无，到哪里去找他们？”
庞涓又问：
“那你还想回去看看自己亲人的坟墓吗？”
孙膑答：
“当然想回去了。但是我已经投效魏国，不能还老想着齐国啊。”
庞涓没有再说话，因为他的心里已经想出了一个阴险的计划。
过了大概半年的时间，忽然有一个操着齐国口音的人来找孙膑。那人说是齐国的客商，受孙膑兄长的委托，来给孙膑带一封家信。孙膑打开家信一看，信上说的内容大概就是希望孙膑能回到故乡齐国，重振孙家的家业等等。孙膑以为这信是真的，便写了一封回信，说自己已经在魏国当官，现在不方便回来，等以后再回来看望。孙膑把回信交给那个齐国客商，让他帮忙转交给自己的兄长。
孙膑哪里知道，这个“齐国客商”一出门，便走进了庞涓的府邸里，将孙膑的回信交到了庞涓的手里。原来这个“齐国客商”是庞涓派人假扮的。
庞涓拿到孙膑的信，模仿孙膑的笔迹，又重新写了一封回信，把信中的内容改成孙膑说自己早就不想在魏国干了，只想找个机会跳槽到齐国，好和亲人们团聚。然后在第二天，庞涓便到魏罃那里告黑状，说孙膑有跳槽齐国的打算，还暗通齐使，和齐国人有书信来往，被他庞涓截获了。现在他庞涓大义灭亲地把信交给魏王处置。
魏罃一看信上的内容，勃然大怒，说道：
“难道寡人亏待了孙膑不成？”
庞涓在一旁煽风点火，说：
“孙膑心念故乡，他一定不能再为魏国效力了。他日他回到齐国，以他的能力和智谋一定会成为魏国的祸患，不如趁早杀了他。”
魏罃觉得就这么杀了孙膑太残忍了，说：
“那不行。孙膑说什么也是寡人请来的人才，随随便便就杀了，岂不是损害寡人的名声。”
庞涓又想了个点子，对魏罃说：
“不如我去劝劝孙膑，如果他能改变心意，君侯就对他加官晋爵；如果他仍旧死心不改，我有办法帮助君侯惩处他。”
魏罃同意了庞涓的建议。庞涓便来到了孙膑的府上，对孙膑说：
“听说你收到了一封家书？”
孙膑说：
“是的。我的兄长叫我回齐国，但我已经回信说不回去了。”
庞涓继续装好人说：
“你的兄长想念你，你为什么不向君侯请个两三月的假，回去见见亲人，看看父母的坟墓？”
孙膑说：
“我担心君侯怀疑我心向齐国，不敢去请啊。”
庞涓说：
“你去试试看，我再在君侯面前说说好话，应该可以的。”
然而，庞涓回去之后，在魏罃面前却说：
“我在孙膑面前说破了嘴皮子，他就是不听，非要去齐国不可，而且他还口出怨言，对君侯不敬。假如这几天孙膑上折子请假回齐国，君侯就可以治他串通敌国的罪状了。”
第二天，不明情况的孙膑向魏罃上了个折子，请假去齐国省亲。魏罃见事情的发展果然如庞涓所说，气愤之下便下令把孙膑拘捕起来治罪。
听说孙膑被抓了，庞涓又来假惺惺地做好人，他假装义愤填膺地对孙膑说：
“没想到你竟会受到这样的不白之冤，我这就去君侯面前为你求情。”
说完，庞涓立马赶到王宫，对魏罃说：
“孙膑虽然串通齐国，但是他罪不至死。依臣的看法，不如对他施以膑刑，削掉他的膝盖骨，让他变成废人。他既没法逃回齐国，又不会因为被处死而损害君侯的名誉，岂不是两全？”
魏罃回答说：
“就按照你的意见来执行吧。”
庞涓拿着魏罃的旨意，到监牢里对孙膑说：
“君侯非常生气，一定要治你的死罪。我再三求情，他才终于饶你的性命，但还是判了你膑刑。唉，我已经尽力了，没办法了。”
孙膑完全被庞涓的表演给骗了，他说：
“能够保住我的性命，已经是你的恩德了，我孙膑不敢忘！”
随后，孙膑便被押赴刑场，被刽子手用利刃削去了膝盖骨。他的脸上还被刺上了“串通敌国”四个字，作为羞辱。庞涓假装对孙膑的受刑悲痛不已，他派人收治已经残废的孙膑，并给他提供伙食和住处，让孙膑疗养身体。
孙膑在庞涓的照顾下，伤口终于是愈合了。但他没有了膝盖骨，不能直立行走了。他名字中的“膑”字，便是因为他受过膑刑而得来的。
有朋友可能会问，那么孙膑原来的名字是什么呢？这个问题我无法做出回答，因为史书上没有记载。《东周列国志》上说孙膑原来叫孙宾，但这不过是小说的虚构而已。也许，在真实的历史中，当时的官府为了给罪犯留下终生的耻辱，会把罪犯们的名字替换成他们受的刑罚名，永久登记在他们的户籍中（清政府就曾将孙中山的名字“孙文”改成羞辱性的“孙汶”，故推测中国历代王朝有修改犯人户籍姓名的惯例）。因此，像孙膑这样受过刑罚的犯人便被强行改了户籍名，他们无论到了那里，地位如何改变，这个带有羞辱性的名字都无法在政府文件中被修改。久而久之，他们的真实姓名便湮没在了历史中，而这个不寻常的名字却成了他们永远的代号。
在正史中，孙膑在魏国遭到庞涓陷害的记载极其简略（……庞涓既事魏，得为惠王将军，而自以为能不及孙膑，乃阴使召孙膑。膑至，庞涓恐其贤于己，疾之，则以法刑断其两足而黥之……），倒是后世小说的作者对此有详尽但虚构的描述。因为小说的情节基本上符合历史主线，所以我在前文所述的情节，便大量引用了《东周列国志》的内容，作为对这段历史的补充。