那里的一个当官模样的人，立即宣布孙膑犯有私通齐国之罪，奉魏惠王之命对其施以膑足、黥脸之刑。孙膑被这突如其来的事情惊呆了，随即省悟过来，高声为自己辩白。然而，一切都晚了，那些如狼似虎的兵士七手八脚扒去孙膑的衣裤，砍掉了孙膑双脚，并在他的脸上刺上犯罪的标志。孙膑倒卧在血泊之中。原来，这庞涓把孙膑骗来之后，即在魏惠王面前巧言诬陷，使孙膑遭此伤身之祸。庞涓以为，受刑后的孙膑成了一个残疾人，他纵有天大的本事，也难以和自己较量了。
孙膑的伤口渐渐愈合，但他再也站不起来了，而且，还有人时时刻刻监视着他。他知道庞涓在陷害他，他恨得咬牙切齿，可老这样也不行，总得想个脱身之法才是。不久，孙膑疯了，他一会儿哭，一会儿笑，叫闹个不停。送饭的人拿来吃的，他竟连碗带饭扔出好远。庞涓听说了这些，并不相信孙膑会疯，便叫人把他扔到猪圈去，又偷偷派人观察。孙膑披头散发地倒在猪圈里，弄得满身是猪粪，甚至把粪塞到嘴里大嚼起来。庞涓认为孙膑是真疯了，从此看管逐渐松懈下来。
孙膑装疯产生了作用，他暗中加紧了寻找逃离虎口的机会。一天，他听说齐国有个使臣来到大梁，便找了个间隙，偷偷前去拜访。齐国的使臣听了孙膑的叙述，从谈吐中认定他是一个很了不起的人才，十分钦佩，遂答应帮他逃走。这样，孙膑便藏身于齐国使臣的车子里，秘密地回到了齐国。
这个时候，正值齐、魏争霸，交战不断的年代。早在公元前386年，代表新兴地主阶级的田氏贵族在齐国取得政权后，就进行了一系列的社会改革，选拔文武人才，坚守边境，反抗外来的威胁。孙膑回国后，很快见到齐国的大将田忌。田忌十分赏识孙膑的才干，便将他留在府中，以接待上宾的礼节殷勤加以款待。
公元前354年，魏将军庞涓发兵8万，以突袭的办法将赵国的都城邯郸包围。赵国抵挡不住，意派使者向齐国求救。齐威王欲派孙膑为大将，率兵援赵。孙膑辞谢说：“我是受过刑的残疾人，带兵为将多有不便，还是请田大夫为将，我从旁出出主意吧！”齐威王想想也好，就拜田忌为大将，孙膑为军师，发兵8万，前往救赵。
大军既出，田忌欲直奔邯郸，速解赵国之围。孙膑不赞成这种硬碰硬的战法，提出应趁魏国国内兵力空虚之机，发兵直取魏都大梁，迫使魏军奔赵回救。这一战略思想，将避免齐军长途奔袭的疲劳，而致魏军于奔波被动之中，立即为田忌采纳，率领齐军杀往大梁。
