孙武祖上有确切的世系记载应该从舜的后代、妫满的父亲虞阏父开始。周武王伐纣时，虞阏父执掌周的陶器制作，管理从事制陶的百工，后武王为奖励他的业绩，就把长女大姬嫁给阏父之子满，并把他封到现在的河南一带，建陈国（在今河南东部和安徽一部分，建都宛丘，今河南淮阳）（《左传，襄公二十五年》），周王并对满赐妫姓，满称为胡公，为陈国的第一代君主，陈即孙武祖居之地。
从胡公满开始，经十代十二个国君的世袭传授，到桓公时，陈国发生了内乱。公元前706年，陈桓公的异母弟弟佗杀兄自立，史称陈厉公。陈厉公娶蔡国宗室女为妻，生公子陈完，即后来出奔齐国的孙武的七世祖。
作为厉公的嫡长子、又是未来国君的公子完为何要弃国奔齐呢？这就涉及中国古代历史上一个经久不衰的主题——王室斗争，而且这种斗争从来都是以鲜血和死亡为代价来换取暂时的权力平衡。陈国在厉公弑兄后，残酷的王室斗争便开始了。桓公之子公子林为报父仇和夺回王位，以其人之道还治其人之身，将厉公诱至蔡国谋杀，立其兄长为国君，史称陈利公，利公即位仅五个多月就病死，公子林便自立为君，即陈庄公，庄公无后，死后由其弟陈宣公继位，立其嫡长子御寇为太子。这样，公子完便被彻底地排除在君位的继承人之外，成为一个普通的贵族公子。
但斗争并未到此结束。陈宣公立嫡长子御寇为太子后，他的宠姬又生一子，取名款，宣公爱屋及乌，欲废御寇，改立太子。郁郁不得志的太子同继位无望的公子完因有同样的遭遇从此交往甚密、情同手足。公元前672年，宣公策划完成，终于以图谋造反的罪名杀死嫡长子御寇，公子完怕祸患株连自身，便匆忙逃亡齐国。这位孙武的七世祖，由于他的离陈奔齐，给孙武日后的发展带来了重要影响。
当时的齐国，正值称霸诸侯的齐桓公当政。齐桓公得知公子完才气过人，甚为器重，多次提及要授予公子完上卿的职位，但公子完顾及自己作为一个羁旋之臣，寄人篱下，如若骤然被授高位，难免遭人妒忌和排挤，因此婉言谢绝卿职，最后只接受了“工正”这个较低级的官职，负责管理官府里的手工业生产，并改陈氏为田氏（陈与田音同义通），娶齐国贵族懿仲之女为妻，开始了田氏家族在齐国的政治发迹史。
一百多年后，经过田氏家族几代人的努力，田氏家族日益兴旺，地位也日益显赫。到田（陈）完四世孙田无宇时，已为“上大夫”（《左传，昭公二年》）此人就是孙武的曾祖父。
齐景公时（前547-前490年在位），田无宇之子、孙武祖父田书颇有军事才能。公元前523年秋，齐景公命齐圜贵族高发率军讨伐不听从齐国指挥的邻国莒国。莒国国小兵弱，很快战败，都城被占，莒国国君只得逃到莒国的另一个小城纪鄣苟延残喘。然而齐景公不愿善罢甘休，又派能征善战的田书为将，率军攻打纪鄣城。田书兵临城下，但并不急于进攻，而是详细了解敌情，察看地形，他发现此地不可强攻，只宜智取。于是利用夜色，出敌不意，缘绳登城，但登上六十人后，绳索绷断，田书随机应变，命城上城下的官兵一起鼓劲呐喊，虚张声势，莒国国君不明真假，以为城门已破，便如丧家之犬望风而逃，齐军大获全胜。
齐景公对田书在攻莒之战中的表现十分满意，为了表彰他的战绩，就把乐安（约在今山东惠民一带）这块地方封赏给他，并赐姓“孙”，因此，田书又称孙书。从此，孙氏在齐国就与陈氏分开，另立一宗。孙武的家族在一百多年中数度更改姓氏，先由陈而田，又由田而孙。
孙武的父亲田凭，字起宗。关于田凭，古文献资料中没有留下他的生平事迹的详细记载，仅仅知道他官居卿大夫，但凭借田氏家族巨大的政治势力和其父的声望，我们可以想象，田凭无疑也曾置身于齐国高层政治的权力中心，有着相当的影响力和地位。