在齐国，他投靠到了当时的大将军田忌手下，并且第一次在这里向众人展示了他的军事才华，这就是田忌赛马。田忌喜欢和齐王赛马，而且赛马还喜欢赌注，但是每次赛马都输，十分头疼，因为他的马总比齐王的马差了那么一点儿。
孙膑听说后，问明情况，给他出了个计策：
"今以君之下驷与彼上驷，取君上驷与彼中驷，取君中驷与彼下驷。"
什么意思呢？就是他让田忌用最差的马去跟齐王最好的马比赛，故意输一局，然后用最好的马与齐王中等的马比赛，用中等的马与齐王最差的马比赛，以局部的失败换取整体的胜利。田忌当然取得了胜利，并且因此发现了孙膑卓越的军事才能。
