公元前340年,魏惠王(即子)刚于逢泽(今河南开封南)召开首脑大会,因为韩国没有来参加,于是派出部队攻击韩国,两军相遇早梁、赫,结果韩军大败。韩遂向齐求救。齐相邹忌主张不救。田忌认为,不救则韩将附魏,使魏益强,对齐不利,主张速救。孙膑认为,在韩、魏两军尚未疲惫之际出兵驰援,是代韩与魏作战建议采用“深结韩之亲,而晚承魏之弊”的策略。首先向韩表示必定出兵相救,促使其力战抗魏;俟韩濒临危亡而魏亦遭到一定削弱时,再出师援救。齐威王采纳孙膑建议,直到韩军五战皆败,情势危急,魏国部队也十分疲惫时,才于次年以田忌为统帅,田婴、田盼为副统帅,孙膑还是担任参谋的职务,派出部队救援韩国。
齐国部队还是使用“围魏救赵”的战法,直接向魏都大梁(今河南开封)进军,诱使魏国部队回救,以解韩围。魏惠王果然将攻韩之军撤回,并以太子申为上将军,庞涓为将军,率兵10万,东出外黄(今河南兰考东南),迎战齐国部队。庞涓对于上次被齐国打败而深深引以为耻,又认为这次部队兵力强大,着急与进入魏国境内的齐国部队决战。
面对凶狠扑过来的魏国部队,针对魏国主帅庞涓骄傲轻敌,急于求战的心理,田忌用孙膑计,采取避战示弱,退军减灶,诱敌追击,打伏击战的方法。齐国部队主动后撤,每天减少营地军灶数目,3天内从10万个灶减到5万个灶,再减到3万个灶,制造大量逃亡的假象,引诱魏国部队冒进追击。齐国部队后退到马陵,利用当地狭窄的道路和道旁致密的树林,在那狭隘的有利地形,砍倒树丛,堵塞通路,并以万名弓弩手夹道埋伏,等待魏国部队。庞涓果然中计,放弃步兵,留下辎重,亲率轻车锐骑兼程追击齐国部队。至马陵道时,正值傍晚,两旁万弩齐发。魏国部队不及防备,乱作一团,顿时溃散,庞涓愤愧自刎。齐国部队乘胜追击,将魏国部队全歼,连魏国未来的国王继承人太子申都被齐国抓获。