孙膑到齐国后，齐威王要加以重用，但是孙膑推辞了，只愿意暂时隐去姓名，以田忌门上宾客的身份居住在田忌的府上，齐威王同意了孙膑所请。
在齐国好生休养一段时间后，孙膑的身体和精神都得到了恢复，他的腿已经永久残疾，每要出行，就坐在一辆特制的独人木车上。
齐国每有军国大事，齐威王常常向孙膑垂询，其所出谋划策，常被齐威王和众位大臣所赞赏。
齐国濒临大海，有鱼盐之利，齐人也颇善于经商，所以齐国就经济方面而言，称得上是列国里面的优等生。国富民殷的齐国，很多娱乐产业也就随之兴起，比如赛马就是王公贵族中非常流行的一项赛事。
田忌经常和齐威王进行赛马，双方通过下注来赌输赢。国君富有天下，所以他的马匹总归要比臣子的更优良一些。这样一来，令田忌沮丧的一件事就是在赛马时他总是胜少败多，输掉很多钱财。偏偏这位田忌个性比较犟，虽然输钱的次数多，却总是幻想着下一场能侥幸取胜，把之前的损失给扳回来。
有一天，田忌再次在和齐威王的赛马上赌输，垂头丧气返回观众席。
坐在观众席上的孙膑微笑着对田忌说：“将军您的马并不比大王的慢太多啊！”
田忌以为孙膑在挖苦自己，苦笑着摇摇头道：“先生不要再说了。”
孙膑招手让田忌凑上前来，压低声音说：“将军可以再和大王比试一次，我有办法让将军赢。”
田忌用怀疑的目光注视着他：“那如果我再次输了，输掉的钱需要从先生的俸禄中来扣！”
孙膑哈哈大笑表示同意。
当齐威王得知田忌不服输，又来找自己再次比试，也被挑起了兴致，欣然同意。
按照比赛规则，一共比试三局，三局中双方分别用自己不同的马来参与比赛，以三局两胜定胜负。
第一局比赛开始了，按照之前比赛的出场顺序，齐威王先派出了自己的上等马。田忌也打算派出自己的上等马，孙膑制止了他，授意他派出下等马对阵，田忌从之。
毫无悬念，第一局田忌又输了，并且输得很难看，齐威王露出了得意之色。
到了第二局比赛，齐威王派出了自己的中等马，孙膑则让田忌派出了上等马。这一局田忌赢了，虽然优势并不很大，可是毕竟赢了。齐威王有点担心了，上一场自己可是三局全胜的！
到了第三局，田忌则派出了中等马对阵齐威王的下等马，田忌又赢了。
齐威王大为惊讶，他想不通怎么就重赛一次，原本是赢家的自己就成了输家，于是当面问田忌到底发生了什么。赛马本来就是君臣之间具有团建性质的游戏，田忌也没有隐瞒，就当众将孙膑对赛马对阵的安排和盘托出。
齐威王和在场的齐国众臣无不称赞孙膑先生足智多谋，从此，孙膑更加被齐威王和田忌所倚重。
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