魏国联合赵国一块儿攻打韩国，韩国向齐国求援。齐威王便派田忌为将，孙膑为军师，率军队去支援韩国。田忌有了“围魏救赵”的经验，想再用一次这个计谋，大军一出齐国国境，田忌便令将士直接向魏国大梁行进。这时孙膑阻止了田忌，让他早早地安营扎寨。

田忌感到很奇怪，问道：“行军作战讲究神速，怎么这么早就休息？”

孙膑说：“现在魏国刚刚向韩国发动进攻，如果我们急忙出兵，就会把魏国军队的斗争矛头转到我们这边，到那时候就不是我们指挥韩军，而是韩军调度我们了。所以不能马上进攻大梁，我们要等到韩魏两国争斗一番之后，再发兵袭击大梁，那时候魏军已经疲惫不堪了，这样一来我们更有胜算。”

于是，齐军在路上磨蹭了一个多月，才开始向大梁发起攻击。

魏王见齐军打来了，急忙命令庞涓从韩国回兵救魏，又派太子申为上将军，与庞涓带领的军队会合。魏国总共十万兵马，共同抵抗齐军。

孙膑估算到庞涓的部队快要到的时候，向田忌又献上了一计。

当魏齐两军刚刚碰头，还没来得及交锋的时候，孙膑就下令部队向后撤退。庞涓追到齐军的驻地，发现地上都是煮饭用的灶头，他连忙叫士兵清点，根据灶头的数量，庞涓估计齐军将有十万多人。

齐军接连向后撤退，庞涓不断地数齐军留下来的灶头数目。他发现齐军的灶头一次比一次少，最后就剩下三万人的数量了。庞涓以为齐军胆小怕死，刚进入魏国境内三天，士兵就逃走了大半，于是连忙叫部队抛下步兵辎重，只带着轻装健儿，昼夜兼程，紧紧追赶齐军。

事实上，齐军的士兵不仅没有逃走，一路上还在增员。当齐军退到马陵道的时候，孙膑见这里道路狭窄，两旁地形十分适宜埋伏。于是他就命士兵砍下一些大树挡住去路，又选了一棵大树，并砍去一大块树皮，露出一片洁白的树身。孙膑在上面写下了一行字。然后孙膑命令一万名弓箭手埋伏在道路的两旁，如果树底下有人点火，便开始射箭。

庞涓的兵马来到马陵道的时候，天已经黑了。士兵们在清理挡在路中央的树木时，发现了那块砍掉树皮的树上的字，连忙向庞涓报告。庞涓便叫士兵点一把火炬，借着火把的光他看清了树上的字：庞涓死于此树下。庞涓大惊。这时齐国埋伏下的弓箭手万箭齐发，都射向了火把处。魏军死伤无数，庞涓也被乱箭射中，倒在血泊中。他自知中了敌人的计，知道这次难以脱身，于是拔剑自杀了。

齐军乘胜追击，抓住了魏太子申，彻底打败了魏军。