Mam coś takiego:

[PHP] pobierz, plaintext 
$dzialanie = preg_replace('#(\d+)\^(\d+}#', 'pow(\\1,\\2)', $dzialanie);
[PHP] pobierz, plaintext 

Ten fragment zamienia np. 2^2 na pow(2, 2).
Lecz nie wiem co zrobić, żeby zamieniało też tak: 1^2^3 na pow(pow(1,2), 3).

Jak to zrobić?

nie wiem jak z wydajnością, ale może funkcją rekurencyjną ?

Zwróć uwagę na to, że taki zapis jest niejednoznaczny, nie wiadomo czy oznacza http://latex.codecogs.com/png.latex?{2^3}^4 czy http://latex.codecogs.com/png.latex?2^{3^4}