尽管主要嫌疑人逃离了现场，但晁盖庄园中的一些庄客却被官府捕获，并在严刑逼供下供出了公孙胜等六人的大致情况。得知这一消息后，济州府尹再次提审白胜，这次他不得不进一步交代出更多细节，包括公孙胜六人的姓名以及阮氏三雄的具体住处。根据这些新获得的信息，府尹命令何涛带领一队人马前往石碣村抓捕剩余的嫌犯。
当官军到达石碣村时，一场激烈的战斗随即爆发。在危急关头，公孙胜展现出了他的非凡能力，利用道术祭起狂风，借助风势点燃了停泊在岸边的官军战船。熊熊大火不仅烧毁了多艘战船，还造成了极大的混乱，使得何涛所率部队遭受重创。趁着胜利的机会，公孙胜、晁盖及其他几位好汉迅速撤离战场，随后投奔梁山泊加入了那里的起义队伍。
梁山寨主王伦，本是一个心胸狭窄、嫉妒贤能之人，当他见到晁盖等人本领高强，心中便生出了忌惮之意。他担心这些人的到来会威胁到自己在梁山的地位，因此表面上虽然客气接待，但实际上却不肯真心收留他们。为了摆脱这个潜在的威胁，王伦甚至不惜采取婉言劝说的方式，希望晁盖等人能够自行离开梁山，另寻出路。
王伦的这番算计并未能如愿以偿。相反，他的虚伪和无情激起了梁山另一位好汉——林冲的强烈不满。林冲素来是个嫉恶如仇、行事果断的人，他对王伦这种排斥异己、不顾大局的行为深感愤怒。于是，在一次争执中，林冲毅然决然地选择了火并王伦，为梁山除去了一个不安定的因素。
随着王伦的倒台，梁山迎来了新的领导层。林冲深知晁盖等人的能力和品德，因此极力推举晁盖接替王伦的位置，成为新的寨主。同时，他也认为吴用智勇双全，是个不可多得的军师人才，于是推荐吴用作为自己的助手，共同掌管梁山的兵权。而公孙胜则因其道术高超、武艺出众，被众人推举为仅次于吴用的第三号人物，与吴用一同负责军事事务。
不久之后，宋江也因种种原因投奔梁山而来。他的加入无疑为梁山增添了新的力量和智慧。然而，就在大家齐心协力、共谋大业之际，公孙胜却突然提出了要暂时离开梁山的请求。他以探母参师为名，返回了自己的家乡蓟州。这一去，公孙胜便再也没有回到梁山。虽然人已远去，但他的心却始终牵挂着梁山的命运和发展。在离开期间，他还向梁山推荐了一位名叫锦豹子杨林的好汉前来入伙。
宋江率梁山好汉攻打高唐州，却遭遇了前所未有的挑战。高唐州的太守高廉精通妖法，施展出种种诡异莫测的手段，令梁山军队陷入苦战。面对如此困境，吴用深思熟虑后，决定派遣戴宗和李逵前往蓟州寻找公孙胜，希望能借助他的道术破解高廉的妖法。
戴宗和李逵踏上了前往蓟州的路途，历经艰辛，终于在机缘巧合下遇到了公孙胜的邻居。通过邻居的指引，他们得知公孙胜隐居在九宫县的二仙山中。戴宗立刻赶赴二仙山，而李逵则按照计划假意伤害公孙胜的母亲，以此激公孙胜出山相见。然而，公孙胜却坚守不出，表示自己的师傅罗真人不肯相放。
戴宗心中焦急，他深知梁山此刻正面临着巨大的危机，于是苦苦哀告公孙胜，请求他为了梁山的大业而出山相助。同时，戴宗也决定亲自去拜见罗真人，恳请他放公孙胜下山。罗真人被戴宗的诚意所打动，他传授给公孙胜五雷天罡正法，这是一种强大的法术，足以破解高廉的妖术。罗真人还送给公孙胜八字真言：“逢幽而止，遇汴而还”，并命他下山辅助宋江“保国安民，替天行道”。
公孙胜带着罗真人的嘱托和期望，来到了高唐州。他与高廉展开了一场激烈的斗法，最终凭借五雷天罡正法成功破了高廉的妖术。高廉见势不妙，欲要驾云逃走，却被公孙胜用法术从云中打落，最终被雷横砍死。梁山军得以攻破高唐州，取得了这场战斗的胜利。
此后，在攻打芒砀山时，公孙胜再次发挥了他的智慧和道术。他摆下了八阵图，成功擒获了八臂哪吒项充、飞天大圣李衮等敌将，并降服了混世魔王樊瑞。公孙胜还收樊瑞为徒，进一步壮大了梁山的实力。
智取大名府时，公孙胜化身云游道士，与轰天雷凌振一同潜入北京。他们巧妙地施展计谋，成功地夺取了大名府，为梁山再添胜绩。
梁山大聚义时，公孙胜主持了罗天大醮这一盛大仪式，并掘出了定下头领排名的石碣碑。他在梁山好汉中位居第四，星号天闲星，担任掌管机密军师的重要职务。
在后来的二败高俅之战中，公孙胜作法祭风，协助刘唐火烧官军战船，为梁山军的胜利立下了汗马功劳。
梁山受招安后，公孙胜随宋江南征北战，先后征讨辽国、河北田虎、淮西王庆等敌寇。在征讨辽国时，公孙胜在幽州青石峪破除统军贺重宝的妖法，后又以五雷天罡正法协助宋军大破太乙混天象阵。征辽期间，公孙胜曾带宋江去蓟州二仙山参拜罗真人。罗真人让公孙胜随宋江“去干大功”，并请求宋江在“奏凯还京”时能放公孙胜归山。
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