弟庾翼接替他出镇武昌，任命孙盛为安西将军谘议参军，不久后改任廷尉正。
适逢安西将军桓温接替逝世的庾翼出镇荆州，留任孙盛为参军。
公元346年（永和二年）十一月，桓温率益州刺史周抚与南郡太守、谯王司马无忌讨伐成汉，孙盛随军出征。
次年三月，桓温抵达彭模，采纳袁乔建议，留孙盛与周抚子周楚率领瘦弱的士兵守卫辎重，桓温亲自统率步兵直接开赴成都。
不久后成汉皇帝李势的叔父、右卫将军李福忽然率军数千攻打彭模，众人都很惊恐。孙盛部署诸将全力抵抗，将李福军击败使其逃走。
同年，成汉灭亡，孙盛因功被赐爵为安怀县侯，升任桓温的征西大将军从事中郎。
此时孙盛已经率领晋军三万人赶到固山，但尾随而来的还有索超的八千铁骑兵。
“传令下去，各部就地扎营，屯于固山山麓，不得出战。”
听到孙盛这般命令，麾下的将领都表示十分的不解。
一个部将出声询问道：“将军，魏军的兵力明显少于我军。为何不趁魏军立足未稳之际，趁机进攻，反而还将固山让给他们？”
孙盛摸着自己的胡须，笑着说道：“固山已经成了一个死地，占着，就会有更多的魏军源源不断地赶来。而赶来的魏军都是铁骑兵，旷野作战，我军未必能占到多少便宜。”
“可是，将军，我听说阳武一战，周抚将军以步兵方阵胜了魏军的骑兵，我们何不能如此？”
“不行啊。固山的地势不允许，固山没有一望无际的旷野，左右都是山涧，都是小溪，不利于骑兵的纵横驰骋，也不利于我步兵方阵的展开。”
孙盛决定采取守势，索超也当仁不让，进入固山安营扎寨，建造大量的工事，埋下鹿角，把自己的营垒打造得十分的坚固。
就在固山的魏晋两军对峙起来的时候，董匡也带着一万魏军赶到了固山。
索超幽幽地叹了口气说道：“大将军何以亲赴险地？”
“哈哈。索将军说笑了，还有什么险地不险地的，固山距离大梁不足八十里，而晋军又在进攻阳武城，固山、阳武一破，大梁亦是岌岌可危的，所以说这大梁又何尝不是险地呢？”
看着董匡笑吟吟的模样，索超真的是很无奈：“大将军，末将适才已经接到陛下的口谕，他命你我二人守住这固山，必要之时，也可以舍弃这固山往大梁而去，不必死守。”
“唉！陛下还是可怜我
…。。