处等人出兵讨伐。可是，司马肜本身与周处有私怨，陈准知司马肜会趁此机会报复周处，于是向朝廷进言请让孟观率一万精兵作周处的前锋，言必能克敌；否则让司马肜派周处为前锋，必会失败。可是，朝廷不听其建议，而最终亦果于陈准所料，周处被司马肜逼为前驱，兵败阵亡。陈准及张华再次推荐孟观，终得允许。元康九年（299年）孟观带着麾下勇悍的宿衞军队，连同关中守军一同进攻，期间作战勇勐，不避弓箭与飞石，十多场大战都获得胜利，擒获齐万年，声威慑服羌氐人。战后迁任东羌校尉，不久又征召入朝为右将军。永宁元年（301年），司马伦篡位，