孙膑在成年以后即外出游学，到深山里拜鬼谷子先生为师，勤奋刻苦地学习兵书战策。鬼谷子先生是一位隐士，长于兵学和纵横捭阖之术，战国时著名兵家尉缭和纵横家苏秦、张仪，都出于他的门下。孙膑专心致志地学习，虚心向鬼谷子求教。鬼谷子把《孙子兵法》十三篇传授给孙膑，不到三天，孙膑即能背诵无误，对答如流，并发挥出许多深刻而独到的见解。
和孙膑一起拜鬼谷子先生为师学习兵法的人很多，其中有个同学叫庞涓。此人生性奸诈，嫉贤妒能。他表面上和孙膑很好，双方约定，日后一旦得志，彼此互不相忘。
不久，庞涓提前下山，投奔到魏国。魏国在战国初期曾经是独霸中原的强国；进入战国中期之后，为了扩大疆土，继续东征西讨，四面出击。庞涓颇有一些才干，他一到魏国很快就得到魏惠王的赏识，当上将军。庞涓有了用武之地，心中很是高兴。但是，他也深知自己的才能远不如孙膑，担心日后孙膑下山，如果来到魏国，自己的声誉和地位就会受到妨碍和影响；如果孙膑投奔到别的国家，将来在战场上兵戎相见，自己恐怕不是他的对手。庞涓想来想去，觉得只有早日除掉孙膑，才能消除后患，确保自己无敌于天下。于是，他派人上山去请孙膑，用花言巧语劝孙膑前来魏国。孙膑心想，庞涓是自己的好朋友，魏国又是一个地处中原的强国，到那里可以发挥自己的才智，施展自己的抱负，欣然允诺。
孙膑一到魏国，庞涓先是假意欢迎，热情接待。不久便诬陷孙膑私通齐国，并通过魏惠王对孙膑施以膑刑，还在他的脸上刺字。庞涓自以为得计，既使孙膑变成终身残废，无法再出仕做官，妨碍自己的前途，又可以把孙膑作为“奇货”控制起来，养在庞府，为自己效劳。
具有雄才大略的孙膑，刚刚走上社会，便遭此横祸，身陷逆境，好不凄惨。但是，孙膑毕竟是个意志非凡的人，他更加设法摆脱庞涓的监视，暗中加紧钻研兵法，以备将来逃离虎口，报仇雪耻。
过了一些时候，齐国的使者来到魏国。孙膑乘人不备，暗中去见齐使。他以刑徒的身份、惊人的才华和慷慨的陈词，打动了使者的心。使者回国时，事先将孙膑藏在自己乘坐的车里，大摇大摆地带回了齐国。