後來，孫臏被宣布私通齊國之罪，奉魏惠王之命對其施以臏足、黥臉之刑。原來，這龐涓把孫臏騙來之後，即在魏惠王麵前巧言誣陷，使孫臏遭此傷身之禍。龐涓以為，受刑後的孫臏成了一個殘疾人，他縱有天大的本事，也難以和自己較量了。
孫臏的傷口漸漸愈合，但他再也站不起來了，而且，還有人時時刻刻監視著他。他知道龐涓在陷害他，他恨得咬牙切齒，可老這樣也不行，總得想個脫身之法才是。不久，孫臏瘋了，他一會兒哭，一會兒笑，叫鬧個不停。送飯的人拿來吃的，他竟連碗帶飯扔出好遠。龐涓聽說了這些，並不相信孫臏會瘋，便叫人把他扔到豬圈去，又偷偷派人觀察。孫臏披頭散發地倒在豬圈裏，弄得滿身是豬糞，甚至把糞塞到嘴裏大嚼起來。龐涓認為孫臏是真瘋了，從此看管逐漸鬆懈下來。
孫臏裝瘋產生了作用，他暗中加緊了尋找逃離虎口的機會。一天，他聽說齊國有個使臣來到大梁，便找了個間隙，偷偷前去拜訪。齊國的使臣聽了孫臏的敘述，從談吐中認定他是一個很了不起的人才，十分欽佩，遂答應幫他逃走。這樣，孫臏便藏身於齊國使臣的車子裏，秘密地回到了齊國。
這個時候，正值齊、魏爭霸，交戰不斷的年代，齊國的大將田忌十分賞識孫臏的才幹，便將他留在府中，以接待上賓的禮節殷勤加以款待。
田忌喜歡賽馬，但卻時常輸掉。有一次，他又與齊威王賽馬，馬分上、中、下三等，對等競賽，三場全輸，田忌好不喪氣。這時恰巧孫臏在場，便給田忌出主意說：“待到下一輪比賽時，你用上馬對威王的中馬，用中馬對威王的下馬，用下馬對威王的上馬，必贏無疑。”田忌依計行事，造成兩個局部的優勢和一個局部的劣勢，以一負二勝贏得齊王千金。一向取勝的齊威王這次輸了，大感驚訝，忙問田忌是何原因？田忌把孫臏找來，借機推薦給齊威王。
齊威王見是一個雙腿受刑的殘疾人，開始並未介意，當孫臏陳述自己對戰爭問題的看法時，齊威王便被孫臏深刻獨到的分析大受震動。再詢問兵法，孫臏更是滔滔不絕，對答如流。齊威王感到孫臏其人確實不簡單，從此以“先生”相稱，把他作為老師看待。
公元前354年，魏將軍龐涓發兵8萬，以突襲的辦法將趙國的都城邯鄲包圍。趙國抵擋不住，意派使者向齊國求救。齊威王就拜田忌為大將，孫臏為軍師，發兵8萬，前往救趙。
大軍既出，孫臏提出圍魏救趙的辦法，趁魏國國內兵力空虛之機，發兵直取魏都大梁，迫使魏軍奔趙回救。魏軍好不容易將邯鄲攻陷，卻傳來齊軍壓境，魏都城大梁告急的消息。龐涓顧不得休整部隊，除留少數兵力防守邯鄲外，忙率大軍馳援大梁。沒料到，行至桂陵陷入齊軍包圍。魏軍長期勞頓奔波，士卒疲憊不堪，哪還頂得住以逸待勞的齊軍？結果被打得落花流水，大敗而逃，連主將龐涓也被活捉。到頭來，魏國隻好同齊國議和，乖乖地歸還了邯鄲。
而此戰也是孫臏對龐涓的重重一擊。但孫臏並沒有殺龐涓，隻是訓導他一番，又將他放了。
桂陵之戰10多年後，即公元前342年，龐涓又帶領10萬大軍、1000輛兵車，分3路進攻韓國。小小的韓國抵擋不住龐涓的進攻，一時形勢危急，遂接連派出使臣，向齊國求救。孫臏提出避敵鋒芒，耗敵實力的辦法，讓韓國先行與魏國進行殊死較量。
一年之後，當雙方都精疲力盡之時，齊威王才決定派兵出戰，仍以田忌為主將，孫臏為軍師。於是，孫臏與龐涓又一次相逢在戰場，開始了一場大規模的生死較量。
戰役之初，按照孫臏的計策，齊軍再次長驅直入把攻擊的矛頭指向魏國的都城大梁。時過不久，孫臏得知龐涓回師都城的稟報，孫臏便以魏軍自恃驍勇，急於決戰的心理采取迫兵減灶的辦法誘敵深入。
當龐涓日夜兼程趕回魏國本土，傳令抓住齊軍主力，與其決一雌雄。不料，齊軍不肯交戰，稍一接觸即向東退去。龐涓揮師緊緊追趕不放。頭一天，見齊軍營地有10萬人的飯灶；第二天，還剩5萬人的灶；到第三天，隻剩3萬人的灶了。龐涓見狀高興，得意地說道：“我早知道齊國的士兵都是膽小鬼，如今不到三天就逃跑了大半！”於是，傳下將令：留下步兵和笨重物資，集中騎兵輕裝前進，追殲齊軍。
孫臏得知龐涓輕騎追擊的探報，於馬陵道這個樹多林密，山勢險要，中間隻有一條狹窄的小路可走的地方就地伐木，堵塞小路，另挑選路旁的一棵大樹，刮去一段樹皮，在樹幹上麵寫道：“龐涓死於此樹之下！”幾個大字。隨後，命弓箭手埋伏於此。