可是，《孫子兵法》的作者是誰，長期以來壹直是個疑惑不解的問題。《史記·孫子吳起列傳》說，春秋戰國時期有兩個“孫子”——孫武和孫臏，孫武是春秋後期吳國的將軍，孫臏是戰國中期齊國的軍師，他們各有兵法傳世。《漢書·藝文誌》“兵權謀家”中，也著錄有 《吳孫子兵法》和《齊孫子》兩種。唐顏師古註前書的作者是“孫武”，後書的作者是“孫臏“。然而、孫臏的兵法書自東漢末年以後就失傳了。這樣，兩個“孫子”只有壹部《孫子兵法》。於是，自宋代以來，就引起了許多人的懷疑和猜測。有人根據《孫子兵法》闡述的許多是戰國時代的情況，就認為此書源出於孫武，而完成於孫臏；有人則幹脆主張，它是孫臏所作。
由於“孫子”有兩個，而《孫子兵法》只有壹部，不少人更懷疑起孫武其人的有無。宋人葉適根據《左傳》中毫不提及孫武，而《史記·孫子傳》敘孫武用兵“試以婦人”，其事“奇險不足信”，因而指出：“故凡謂穰苴、孫武者，皆辯土妄相標指，非事實”。（《習學記言》）清人全祖望完全贊同上述觀點，認為：“吳原未嘗有此人，而其事其書皆縱橫家所偽為”。（《鮑埼亭集·孫武子論》）現代學者齊思和撰《孫子兵法著作時代考》也主張：“孫武實未必有其人，十三篇乃戰國之書”。（《燕京學報》第26期）還有人認為，孫武就是孫臏。如日本學者齋藤拙堂作《孫子辨》壹文論道：“孫武與孫臏，畢竟同是壹人，武其名，而臏是其綽號”。（見江俠庵編譯《先秦經籍考》中冊）現代學者錢穆也指出：孫子在吳、齊兩國都呆過，太史公莫能辨，遂“誤分以為二人”（《先秦諸子系年考辨》）。可見學術界在這個問題上說法之紛紜離奇。
1972年在山東臨沂銀雀山的西漢墓葬中，同時發現了書寫《孫子兵法》和《孫臏兵法》的大批竹簡。這個發現不僅使失傳了1700多年的孫臏著作得以重見天日，而且證實了《史記·孫子傳》和《漢書·藝文誌》關於兩個“孫子”有兩部兵法的記載是確實的。但是，有些學者認為，它還不能證明《孫子兵法》就是春秋末年的孫武所撰，因為這部兵法闡述的大多是戰國時代的情況：
（壹）《孫子兵法》的許多用語都是戰國時代流行而春秋時所未見的。如《勢篇》說“鬥眾如鬥寡，形名是也”；《九地篇》說“夫霸王之兵，伐大國，則其眾不得聚”。這裏的“形名”和“霸王”，都是戰國時常用的詞語。
（二）《孫子》言用兵數動輒就是十萬。如《作戰篇》曰：“帶甲十萬”；《用間篇》又雲：“興師十萬”。而春秋大國用兵不過數百乘，約二三萬人。到戰國中期，才有帶甲十萬至數十萬者。
（三）春秋時的大戰壹般都在數日內解決，即使圍城亦不過數月，而《孫子兵法》所談戰爭往往曠日持久。如《作戰篇》說：“久暴師則國用不足”；《用間篇》又說：“相守數年，以爭壹日之勝。”這分明是戰國時代的狀況。
（四）《孫子兵法》所談的戰術多為運動戰，主張深入敵後，長距離的調遣。如它說：“凡為客之道，深則專”；“並敵壹向，千裏殺將”（《九地篇》）；“後人發，先人至，此知迂直之計者也”（《軍爭篇》）。這些都是戰國時代的打法。
（五）《孫子》特別好用“五”數，如《勢篇》曰：“五聲之變，不可勝聽也”；“五色之變，不可勝現也”；“五味之變，不可勝嘗也”。《虛實篇》又雲：“五行無常勝”。這些都應是在戰國時代“五行”學說流行後的說法。
（六）《孫子》的體裁類似於《墨子》的《尚賢》、《兼愛》等篇。它每篇定名都總括全篇的大意，篇前都冠以“某子曰”。這種體裁，大致晚於《論語》、《孟子》而早於《荀子》、《韓非子》，約出現於戰國中後期。
（七）春秋時的戰爭壹般都由國君親自統率軍隊出征，或者由中軍元帥統禦上下軍。而《孫子》言兵，由“將”獨當壹面。如它說：“將受命於君”（《九變篇》）；“將能而君不禦者勝”（《謀攻篇》）。戰國時才有如此格局。
（八）春秋時作戰之軍隊，壹般都自帶糧食，所謂“裹糧坐甲”（《左傳·文公十二年》），糧食吃盡而返歸，未有指敵以為食者。而《孫子》卻壹再強調：“因糧於敵”，“智將務食於敵”（《作戰篇》）。這又是戰國時之策略。
（九）春秋時對卿大夫稱“主”，而稱國君為“主”乃是三家分晉以後的事。《孫子》每每稱國君為“主”，此又為出於戰國之證。此外，《用間篇》說的“謁者”、“門者”、“舍人”，也都是戰國三時之用語。
（十）銀雀山漢墓竹簡《孫子兵法·用間》篇，有“燕之興也，蘇秦在齊”壹語。蘇秦活動的時代當戰國中後期，在孫武之後約200年。這更足以說明《孫子》成書之晚。因為此句與孫武之時代不合過於明顯，後被人刪去