齐魏交战
公元前342年，魏国为了补偿在桂陵之战时的损失，出兵攻打邻近弱小的韩国。韩国并不是魏国的对手，只得遣使向齐国求救。齐威王在征求孙膑的意见后，决定再次坐山观虎斗，待魏韩火拼一番后才出兵救援，这样则“尊名”与“重利”皆得。韩国在拼命抵抗仍五战皆败后，只得再次向齐国求援。齐威王看到魏、韩两国皆元气大伤，认为时机成熟，于是委任田忌为主帅，田婴为副帅，孙膑任军师，率领齐军直逼魏国首都大梁，再度施展一次围魏救赵；不过这次所要解救的是韩国。
魏军回击
魏国不愿重蹈覆彻，于是停止进攻韩国，转而与齐国决战。魏惠王将攻韩的魏军撤回，并任命太子申为上将军，以庞涓为将，统率10万魏军攻向齐军，要与齐军一决雌雄。这时齐军已深入魏境，欲退不能，因此只得与魏军决战。孙膑针对魏军强悍善战，因而轻视齐军的弱点，大打心理战，先向魏军示弱，引诱魏军深入，再施以出其不意的攻击，一举歼灭魏军，并获得主帅田忌采纳。于是孙膑定下了减灶诱敌，设伏聚歼的谋略。
庞涓之死
结果齐军依计行事，与魏军接触后，立即佯装战败后撤。并以“减灶”之策诱敌，即在第一天挖10万人煮食用的灶，第二天减少至只足5万人用，第三天又减少至仅足3万人用，造成齐军士卒四散逃走，兵力不足的假象。庞涓一如孙膑所料，果然中计，接连追击齐军3天，并因看到齐军天天减灶的情况，得意忘形起来，认定齐军败绩已呈。于是只身带着部分精锐骑兵，日夜兼程追击齐军。孙膑则于魏军必经之处-马陵（今山东郯城一带）设伏。
马陵的通道狭窄，被林木所包围，而且地势险阻，庞涓一旦中计，即无退路。孙膑料到庞涓会于该天晚上赶至，于是以1万名弓兵埋伏于马陵的道路两侧，约定在夜里以火光为号，万箭齐发，并预先把路旁其中一棵大树的树皮剥掉，于其上写上“庞涓死于此树之下”的字样。庞涓的骑兵再如孙膑所料般于晚上赶至马陵，庞涓看见有一颗树的树皮被剥掉，上面还刻着字，因此停下来，并命人点火照明，以阅读树上所刻的文字。但他还未读完，齐军已万箭齐发，魏军因没有准备，即时溃乱，庞涓中箭，结果被齐军大败。庞涓眼见无法改变局势，只得大叹“遂叫竖子成名”后自杀。齐军再乘胜追击，结果歼灭魏军共10余万人，并俘虏了魏军的主帅太子申，马陵之战以魏军大败而告结束。