魏相国公叔忌讳将军吴起，便设计陷害吴起，使魏武公疏远了吴起，吴起无奈，只好离开魏国，逃奔到楚国。吴起的离开，是魏国的一大损失。魏军没了灵魂，在历次争战中胜少败多。直到魏惠王初年，又一位将军来到魏国，魏国的军事力量，才有大发展。这位将军就是庞涓。
庞涓、孙膑师出同门，都是鬼谷子的弟子。庞涓完成学业，便来到魏国，当上了魏惠王的将军。但他的才能远远比不上孙膑，他担心孙膑万一去了敌对的国家为将，自己就没有出头之日。
便派人秘密把孙膑找来，孙膑来到魏国，很是感激庞涓的提携，并答应庞涓作他的助手。庞涓害怕他超过自己，因此忌恨他，就假借罪名伤害他。庞涓设计，给孙膑安上了私通齐国的罪名。魏惠王大怒，下令对孙膑施以膑刑和黥刑，砍去了他的双足。
孙膑没想到自己会落到如此下场，才知道自己遭到了庞涓的陷害。庞涓见孙膑残了、废了，自己也就放心了。便放松了对孙膑的监管，孙膑才得以自由。齐国使者到魏国，孙膑秘密求见了齐国使者。孙膑用言辞打动了使者。齐国使者认为他很有才能，在回去的路上把孙膑带回来了齐国。
齐国将军田忌，很赏识他的才能，便像对待客人一样礼待他。齐国贵族子弟爱好赛马，齐威王也常常参与其中，乐此不疲。下重金赌赢。比赛规则是三战两胜为赢家，田忌的三匹良马在赛场上输多胜少，田忌心有不甘。
孙膑发现马匹的奔跑速度差不多，分上、中、下三等。孙膑对田忌说：“你尽管下大注，我能让你取胜。”
田忌相信并答应了他，孙膑对田忌说：“您用下等马迎战他们的上等马，用您的上等马迎战对付他们的中等马，再用您的中等马迎战他们的下等马。”
三场比赛下来，田忌败了一场，胜了两场，终于赢得了齐王的千金赌注。齐威王感到很奇怪，田忌的良马比自己的差多了，今天怎么这么轻松就赢了比赛。田忌便把孙膑推荐给齐王，是用了孙膑的办法，才赢得了今天的赛马。齐威王向他请教兵法后，知道孙膑是一位难得的人才，便拜他做老师。
魏惠王十七年，魏军攻打赵国的邯郸，围困邯郸，久攻不下。赵国危急，向齐国求救。齐威王用孙膑为主帅，孙膑辞谢说：“我是受过酷刑的人，立为主帅，很难服众，应立田忌为主帅，我副之。”
齐威王便任命田忌为主帅，任命孙膑为军师，前去救赵。田忌准备率军直奔邯郸，与魏军正面交锋。孙膑却拦住他，说道：“如今魏国精锐尽出攻赵，国内必定空虚。我们不如引兵直奔魏国都城大梁，占据它的交通要道，冲击它空虚的地方。魏军必然会放弃攻打赵国而回师自救。这样，我们既能解赵国之围，又能在魏军回师途中设伏，以逸待劳，定能大破魏军。”
田忌听后，觉得此计甚妙，便依计行事。庞涓听闻大梁告急，果然心急如焚，急忙撤兵回救。当魏军长途跋涉，疲惫不堪地赶回魏国时，孙膑早已在桂陵设下埋伏。魏军进入埋伏圈，顿时大乱。齐军以逸待劳，奋勇出击，杀得魏军丢盔弃甲，庞涓也差点丢了性命。这一战，孙膑巧用计谋，不仅解了赵国之围，还让魏国遭受重创，孙膑的威名也从此传遍天下。
魏惠王三十年，因魏兵围邯郸，齐率兵救赵，大败魏军，魏怀恨在心，要报复齐国，派出重兵命庞涓为主帅，太子申做监军，进攻齐国。魏国大军路过外黄时，外黄隐士徐子告诉太子申说：“我有一种让你百战百胜的方法。”
太子说：“我可以听听吗？”
徐子说：“本来就打算告诉你的，太子你亲自率兵攻打齐国，就算大获全胜，占据了莒国，那么再富有也不过就是拥有魏国。再尊贵，也只不过是做了魏王。然而如果不能打败齐国，那你的子孙后代，都得不到魏国了。这就是我百战百胜的方法。”
太子申说：“那我一定听从您的建议返回魏国。”
徐子说：“太子就算想返回也来不及了。那些劝太子攻打齐国的人，都是想趁机得到利益的。”
太子申只好硬着头皮与齐军作战。齐王派田忌率军前去迎战。齐军没有迎战魏军，而是直奔魏都城大梁。魏将庞涓得知这个消息后，大惊，命令部队前队变后队，追赶齐军。
孙膑对田忌说：“那魏军素来凶悍勇猛，看不起齐军，齐军也有怯懦的名声。善于指挥作战的人要因势利导。急行军百里与敌争利，会牺牲上将军。急速行军五十里敌军只会有一伴的人能赶到。我们到了魏国，要命今士兵先砌做十万人做饭的烛，第二天做五万人的灶。第三天砌三万人的灶。”
田忌依计行事。庞涓追了三天，发现齐军炉灶数量锐减，心中大喜，道：“我就知道齐军胆小如鼠，才进入我国境内几天，士兵就逃亡大半。”
于是他舍弃步兵，只率领精锐骑兵，日夜兼程地追击齐军。
孙膑计算着庞涓的行程，料定他当晚必到马陵。马陵道路狭窄，两旁多是险阻，可以埋伏军队。孙膑便让人砍去一棵大树的树皮，在白木上写道：“庞涓死于此树之下。”
又挑选一万名善射的弓箭手，埋伏在道路两旁，约定说：“夜里看见火把点燃就一起射箭。”
庞涓果然在夜里赶到了那棵树下，他看到白木上有字，却看不清楚，便让人点起火把照看。还没等他读完，齐军万箭齐发，魏军大乱，相互践踏。庞涓自知败局已定，便拔剑自刎，临死前恨恨道：“遂成竖子之名！”
齐军乘胜追击，彻底击溃魏军，俘虏了魏国太子申。从此，孙膑名扬天下。