齊國使臣將他引見給齊國的大將軍田忌，田忌向孫臏請教兵法，孫臏講了三天三夜，田忌特別佩服，將孫臏待為貴賓，孫臏對田忌也很感激，經常為他獻計獻策。
賽馬是當時最受齊國貴族歡迎的娛樂項目。上至國王，下到大臣，常常以賽馬取樂，並以重金賭輸贏。田忌多次與國王及其他大臣賭輸贏，屢賭屢輸。壹天他賽馬又輸了，回家後悶悶不樂。孫臏安慰他說：“下次有機會帶我到馬場看看，也許我能幫妳。”
當又壹次賽馬時，孫臏隨田忌來到賽馬場，滿朝文武官員和城裏的平民也都來看熱鬧。孫臏了解到，大家的馬按奔跑的速度分為上中下三等，等次不同裝飾不同，各家的馬依等次比賽，比賽為三賽二勝制。
孫臏仔細觀察後發現，田忌的馬和其他人的馬相差並不遠，只是策略運用不當，以致失敗。 孫臏告訴田忌：“大將軍，請放心，我有辦法讓妳獲勝。”田忌聽後非常高興，隨即以千金作賭註約請國王與他賽馬。國王在賽馬中從沒輸過，所以欣然答應了田忌的邀請。
比賽前田忌按照孫臏的主意，用上等馬鞍將下等馬裝飾起來，冒充上等馬， 與齊王的上等馬比賽。比賽開始，只見齊王的好馬飛快地沖在前面，而田忌的馬遠遠落在後面，國王得意地開懷大笑。 第二場比賽，還是按照孫臏的安排，田忌用自己的上等馬與國王的中等馬比賽，在壹片喝彩中，只見田忌的馬竟然沖到齊王的馬前面，贏了第二場。 關鍵的第三場，田忌的中等馬和國王的下等馬比賽，田忌的馬又壹次沖到國 王的馬前面，結果二比壹，田忌贏了國王。
從未輸過比賽的國王目瞪口呆，他不知道田忌從哪裏得到了這麽好的賽馬。 這時田忌告訴齊王，他的勝利並不是因為找到了更好的馬，而是用了計策。 隨後，他將孫臏的計策講了出來，齊王恍然大悟，立刻把孫臏召入王宮。孫臏告訴齊王，在雙方條件相當時，對策得當可以戰勝對方，在雙方條件相差很遠時， 對策得當也可將損失減低到最低程度。後來，國王任命孫臏為軍師，揮指全國的軍隊。從此，孫臏協助田忌，改善齊軍的作戰方法，齊軍在與別國軍隊的戰爭中因此屢屢取勝。
後有新田忌賽馬：
田忌是齊國的壹名大將，有壹天，他和齊威王在壹起賽馬，他們把馬分成3個等級，分為上等馬、中等馬和下等馬，比賽的時候他們總是用上等馬對上等馬、中等馬對中等馬、下等馬對下等馬，因為全國的好馬都掌握在齊威王手中，所以三場比賽下來田忌都輸了。雖然說田忌都輸了，但孫臏發現每場比賽齊威王的馬並不比田忌的快很多。
垂頭喪氣的田忌剛想走出賽馬場時，孫臏走上來對他說：“妳不要難過，因為全國的好馬大都集中在齊威王的手中，妳輸了也是正常的，不過……”田忌不耐煩地打斷他的話，說：“沒想到妳也來諷刺我！”孫臏說：“我想我可以讓妳贏齊威王。”田忌疑惑地看著孫臏，問：“妳說要另外換幾匹馬？”“壹匹都不用換。” 孫臏胸有成竹地說。田忌沒信心地說：“那還不是照樣輸！”孫臏就對田忌說出了他的想法，田忌聽了直點頭。於是他們又去向齊威王挑戰，齊威王毫不猶豫地接受了請求。
隨著壹聲鑼響，比賽又開始了。第壹場，齊威王與往常壹樣派出了上等馬，田忌卻按孫臏的計策用下等馬對齊威王的上等馬，結果第壹場齊威王贏了。看了第壹場比賽，齊威王覺得有點不太對勁，第壹次比賽時上等馬之間差距相差並不大呀，現在怎麽壹下子差距變得這麽大呢？嗯！其中肯定有詐，於是齊威王叫過他的馬夫，在馬夫的耳邊輕輕地說了幾句，馬夫聽完後匆匆離開了……
這時齊威王提出休息壹下再比賽，不壹會只見馬夫又回來在齊威王的耳邊輕輕地說著什麽，齊威王聽了不斷地點頭，沈思了壹會然後吩咐了馬夫幾句。過了壹會兒，齊威王不動聲色地宣布比賽繼續進行。第二場開始了，齊威王叫田忌先把馬派出來，田忌於是派出了上等馬，想與齊威王的中等馬壹決高下，齊威王對馬夫使了壹個眼色，馬夫牽出了齊威王的下等馬，孫臏壹看就傻了眼，對田忌說：“完了！計謀被發現了！”這壹場比賽當然是田忌贏了。最後壹場比賽，由於田忌手中只有中等馬，而齊威王剩下的也是中等馬，不用比就可以知道結果啦！田忌與孫臏對望了壹眼後就向齊威王投降了。
齊威王裝作什麽也不知道的樣子，問田忌：“這究竟是怎麽回事啊？”無奈之下田忌只好說出這是孫臏的計謀，齊威王聽了哈哈大笑，“我就知道妳們使用了計謀！讓孫臏出來見我。”孫臏與齊威王見面後相談甚歡，齊威王從此也對孫臏刮目相看！後來他還重用了田忌和孫臏咧。