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当时“三晋”中，数魏国最强。魏惠王也效仿秦孝公下令招贤。
一日，相国王错向魏惠王举荐了庞涓。魏惠王听说庞涓是鬼谷子（王诩，学识渊博，上知天文，下通地理，通晓数学、兵学、游学、出世学，有通天彻地之能，因其隐居在周的阳城鬼谷（地名）潜心做学问，人称“鬼谷子”）的弟子，精通兵法，便召见庞涓。
庞涓入朝拜见魏惠王，魏惠王见他衣冠楚楚，一表人材，很是高兴，说，听王丞相说你很懂兵法。庞涓说：“臣在鬼谷先生门下学习多年，颇得其用兵之道的精髓。”于是便将三年所学的兵法要领尽数讲给魏惠王听。听他讲得头头是道，魏惠王十分高兴，不断地点头，一会儿叹道：“可惜先君魏武侯当年没有善待吴起，使他被猜疑而离去。要不然魏国是何等强盛！”庞涓说：“下山之前，我师傅鬼谷子先生说，大王如起用微臣，微臣定能使魏国战无不胜，攻无不克，兼并天下，重建吴起的功业。”魏惠王大喜，即刻拜庞涓为元帅，兼任军师。庞涓儿子庞英、侄子庞葱、庞茅也都被封为将军。
庞涓操练兵马，先进攻卫、宋等小国，屡屡得胜，卫、宋、鲁、郑等国诸侯纷纷归附魏国。齐国兵马进犯魏境，也被庞涓击退。庞涓自认为建立了不世之功，自鸣得意。
张仪与庞涓同是魏人，见庞涓在魏国发迹，甚是羡慕。于是，张仪拜别师傅鬼谷子，也欲下山求取功名。鬼谷子说他还年轻，资质尚浅，不如先继续留在山中潜心修学……张仪坚持要走，道：“宝剑不能总藏在匣中。魏国正需要人才，日月如梭，我不能蹉跎岁月，应乘着年轻，建功立业，报效国家。况且朝中不是还有庞涓师兄吗？我们可以互相照应。师傅别担心！……感谢夫子教导多年，弟子去了。师傅多保重！”见张仪主意已决，鬼谷子只好不再劝留，叫他好自为之。
张仪返回魏国，先拜见师兄庞涓庞涓地位高了，人心也变了。他见到张仪，一副高高在上的架势，对其爱理不理。张仪微笑着，请求他帮忙向魏惠王推荐自己为官。庞涓没答应，板着脸反问他，为何一定要留在魏国？张仪十分气恼，告辞走了。一路上，他心里嘀咕：“有些人发达了，就飘飘然，有些忘本了，丝毫不念昔日同门师兄弟之情了。哼！天下这么大，魏国不留我，我可以去他国谋发展。你不推荐我可以，那我就推荐师兄孙膑。孙膑之才，远胜于你。”如此想着，他直接去拜见魏惠王。
魏惠王听说张仪是鬼谷子门徒，见他能言善辩，思维敏捷，便想将其留在魏国做官。张仪知庞涓容不下自己，便推辞说：“在下不通兵法，学的是杂学游说，难为魏国效劳。在下另一同门师兄孙膑，乃孙武后人，此人有将帅之才，大王何不派人将他召来？”魏惠王惊问：“孙膑与庞涓同学兵法，二人谁更强？”张仪说：“听说孙膑已学得先祖孙武兵法，天下无敌，庞涓怎能和他相比？”魏惠王听了，心里道：“本以为庞涓是天下第一，想不到天外有天，人外有人。这孙膑如此厉害，如果被他国所用，那魏国还了得？”恨不得马上聘请孙膑来魏为官。
张仪拜别魏惠王后，便去了楚国。
魏惠王召见庞涓，问道：“寡人听说将军有个同学叫孙膑，人们说他是兵圣孙武的后代，已独得孙武秘传兵法，其才能天下无人能比，将军为何不替寡人将他召来？”庞涓心中纳闷：听说当年孙武子将他的《兵法十三篇》献给吴王阖闾，吴王阖闾不愿让此书流传世上，将它藏在姑苏台内。自越兵焚毁姑苏台，此书就已失传，再无人见过。不知孙膑是怎么得到《兵法十三篇》的？……他愣了片刻，道：“臣也曾想过举荐孙膑为官，只是担心他是齐国人，心在齐国，不会真心为魏国效力。”魏惠王说：“士为知己者死，难道非得是本国人才能得到重用吗？”庞涓见魏惠王一定要召见孙膑，只好道：“既然大王如此看中孙膑，臣这就修书请他来。”于是，庞涓当即写了一封信，先让魏惠王过目，魏惠王命人用驷马大车，带着玉璧和信去鬼谷迎请孙膑。
孙膑收到信，只见信中说：“庞涓托孙兄之福，一见魏王，即受重用。我曾答应将孙兄举荐给魏王，我一直记得此事，今日我特向魏王推荐，请孙兄应召出山，共图大业。”
孙膑大喜，将庞涓的信呈给鬼谷子。鬼谷子看完信，有些失望。三年了，庞涓不曾写信问候过他。这次偶有音讯，信中却只说约请孙膑下山之事，只字未提到他。鬼谷子心中叹道，地位显赫，享受荣华富贵了，就把自己的老师给忘了。如此寡恩忘本，真是不肖弟子！
信中也没提张仪，张仪本想留在魏国为官，却突然改道去了楚国。难道他受到了庞涓的排挤？……鬼谷子想着，更觉庞涓骄狂嫉妒，自私自利。鬼谷子担心孙膑今后在魏国不被庞涓所容，本想劝阻，但见魏惠王使者郑重有礼，孙膑本人也跃跃欲试，昔日，孙膑和庞涓十分要好，常形影不离，知拦劝不住，就不再多说了。
孙膑临行前，鬼谷子将一个棉囊交给他，叮嘱道：“不到万分紧急时，不能拆开。切记！”孙膑拜辞师傅鬼谷子先生，随魏惠王使者下山，登车而去。
孙膑到了魏国，先见过庞涓，谢他举荐之恩。次日，二人一同朝见魏惠王，魏惠王下阶相迎，对孙膑十分尊敬。孙膑叩拜行礼说：“臣不过是一个村民，今日蒙受大王如此厚待，真是惭愧！”魏惠王说：“听说你独得孙武秘传兵法，寡人盼望你如久旱盼雨，今日先生到来，寡人真是大慰平生！”又问庞涓：“寡人想拜孙膑为军师，让他与你同掌兵权，你意下如何？”军师即军事之师，平日为国君的军事谋士，战时为将军的谋略助手。庞涓道：“臣与孙膑同窗结义，孙膑是臣的兄长，哪有兄长当弟弟的副手之理？不如暂且拜孙膑为客卿，待他建立功勋后，臣将爵位让给他，臣甘居其下。”客卿地位高，待遇好，却无实权。孙膑并不知道庞涓有所企图，在一旁应允。魏惠王准奏，立即拜孙膑为客卿，并赐他一座府邸。
往后的日子，庞涓和孙膑依然如以前在鬼谷求学时一样无所不谈，形影不离。庞涓表面上对孙膑热情、友好，但心里总是不安，怕孙膑分他的兵权。他想：“不知孙膑是否真有孙武秘传兵法，从未见他吐露，我先试探一下。”于是宴请孙膑。
席间，二人谈论兵法，孙膑滔滔不绝，对答如流。待孙膑说到一段自己未曾学过的兵法时，故意问道：“这不是孙武兵法上的话吗？”孙膑不知庞涓的用心，脱口答道：“是！”庞涓说：“我当时也曾得师傅传授这一兵法，只是因当时未曾用心，现在已忘记了。孙兄能将此书借给小弟看看吗？”鬼谷子曾交代过孙膑，孙子兵法只传授给他一人，他日任何人问起，都不能透露。但孙膑又想，庞涓不是别人，他与庞涓一向友好，这次又靠庞涓举荐才有今日，于是他如实道来：“这部兵法，师傅曾经注释，已与原本不同，师傅当时只让我读了三日便收回去了，也没抄下来。”庞涓问：“孙兄还记得兵书内容吗？”孙膑说：“还记得一些。”庞涓想让孙膑立即给自己讲孙子兵法，但觉得有点唐突，欲言又止。
几天后，魏惠王想试试孙膑的才学，便传令在校场检阅兵马，让孙膑、庞涓二人演练阵法。庞涓布的阵法，孙膑一看，就能说出阵名和破阵之法。孙膑布下一阵，庞涓却茫然不识。他悄悄问孙膑，孙膑告诉他说：“这就是‘颠倒八门阵’，一旦受到攻击它就会变成‘长蛇阵’。”庞涓探得此阵大概，就上前向魏惠王奏道：“孙膑布的是‘颠倒八门阵’。”一会儿，魏惠王询问孙膑，孙膑回答果然与庞涓一样。魏惠王认为庞涓的才干不亚于孙膑，甚是高兴。
虽然骗过了魏惠王，但庞涓心知肚明，孙膑才干远在他之上。如不早日除掉他，将来必会压倒他。他思索片刻，又生一计。
一日，庞涓与孙武小聚时，有意问道：“孙兄宗族还在齐国，何不遣人将他们都接来魏国，同享富贵？”孙膑垂泪说：“你虽与我同窗几年，却不知道我家门的事。我四岁丧母，九岁丧父，从小跟着叔父过活。叔父孙乔当过齐康公的大夫，后来田太公把齐康公迁到孤岛上去住，驱逐其故臣，故臣有的流落异乡；有的被杀害，我孙家宗族因此离散。后来我叔叔带着从兄孙平、孙卓和我逃到周都洛阳。因遇灾荒，不得已，他们又将我送到洛阳城北门外做佣人，从此，便与叔父父子失去联络。我长大后，听邻人说鬼谷先生学识渊博，神机妙算，心中仰慕他，就只身投到先生门下求学。多年来，孤苦伶仃，无依无靠，哪还有什么宗族亲人？”庞涓有些尴尬地道：“不好意思，提到你的伤心往事，让你难过了。我不知道你的身世这么悲惨。那么，孙兄还回乡祭祀祖宗坟墓吧！”孙膑回答道：“人非草木，孰能无情？我临行前，先生曾为我占卜过，说我将在齐国故土建功立业，如今我已身为魏臣，这话不必再说了。”庞涓假意应承道：“孙兄说得对，男子汉大丈夫志在四方，何必非在故乡。”
约半年后，一日，有个齐国口音的人来找孙膑，孙膑问他来历，他说：“小人姓丁名乙，临淄人氏，一直在周都洛阳经商，令兄孙平、孙卓有信托我送到鬼谷，后来我听说先生已在魏国做了大官，这才找到这儿来。”说完，拿出一封书信交给孙膑。孙膑拆信，读道：自从家门惨遭不幸，宗族离散，至今不觉已有数十载。你叔父因病已经去世，我们也一直在宋国谋生，飘零异乡，孤苦无依，苦不堪言。如今幸好齐君仁德，尽释前嫌，召请前朝故臣回国，我们准备归齐，也正想将兄弟迎回，重立门户。听说兄弟曾在鬼谷先生门下求学，名师出高徒，将来必成大器。现在托人捎信给兄弟，望早日团聚！……孙膑日夜思念家乡和亲人，一直到处打听叔父父子的消息，皆石沉大海……如今，终于有了叔父父子音讯，他一时激动万分，喜极而泣。丁乙劝道：“承客卿贤兄叮嘱，让我劝先生早早还乡，骨肉相聚。”孙膑说：“我如今已是魏国客卿，不能随便喊走就走。”于是让人设酒饭款待丁乙，又写了一封回信，托丁乙带回去。信中说：“小弟今日已出仕魏国，不便立刻归去，等将来稍有建树后，我们兄弟再团聚。”又送了锭黄金给丁乙，作为路费。
次日，庞涓来见孙膑，说：“听说孙兄最近收到一封家信？”孙膑笑着点头。庞涓说：“怪不得孙兄这么开心。”孙膑将信的内容复述了一遍。庞涓说：“小弟也替您感到高兴！久别思归是人的天性。还等什么呢？孙兄何不向魏王上表，请假回乡探亲扫墓呢？这要换作是我，早坐不住了。”孙膑叹说：“我的心早已飞回齐国与亲人团聚去了。只是怕大王对我起疑，不肯放我回去。”庞涓拍拍孙膑的肩膀，说：“怕什么呢？小弟一定帮孙兄美言几句。”孙膑谢过庞涓，于是二人当即就去见魏惠王。
第二天，孙膑果然上表请假。魏惠王见表大怒，立即下令将孙膑的爵位削去，派人将他押赴将军府问罪。孙膑惊呆了！
到了将军府，庞涓见到孙膑，显出一副十分惊讶的样子问道：“孙兄为何来到这里？！”军政司向庞涓宣读了魏惠王的命令，等众人退下，庞涓焦急地对孙膑说：“孙兄受到冤枉，小弟这就替您去向大王求情辩白。”说罢，便乘车去见魏惠王。
不久，庞涓回到府中，对孙膑说：“魏王十分恼怒，执意要将孙兄处死，小弟再三求情，魏王才同意饶您不死，但须剔去双膝盖骨，并在脸上刺字，这是魏国国法，小弟已尽力。”孙膑叹道：“今日我虽受膑刑，但能保住性命，算是不幸中的万幸，多亏贤弟相助！”
庞涓叫来刀斧手，将孙膑绑住，用刑。随着一声大叫，孙膑昏倒在地。良久，孙膑才苏醒，庞涓又让人在孙膑脸上刺“私通外国”四个字，然后涂墨。庞涓泪流满面，哭着亲自为孙膑的残腿敷药、包扎，然后让人把他扶入客房，好言抚慰，美食款待。魏惠王所赐孙膑府第，已被收回，孙膑无处可去，只能住在庞涓府上。一个月以后，孙膑伤口愈合，但因失去膝盖骨，从此只能盘腿而坐，不能行走。
孙膑一下成了残疾，终日受庞涓三餐供养，心中很是过意不去。庞涓便请求他将鬼谷子注解过的孙子兵法传给自己，孙膑慨然答应。庞涓便命人备好木简，让孙膑凭着记忆将兵法誊写出来。
孙膑誊写了不到十分之一，庞涓便将服侍孙膑的家仆诚儿叫去，问他孙膑何日能写完，诚儿答道：“孙膑两腿不便，不能久坐，每日最多只能写两三段。”庞涓怒道：“这么慢，猴年马月才能写完？你给我多催催他！”家仆退下。
诚儿有些不解，偷偷问庞涓的近侍：“将军让孙膑为他誊写兵法，何必如此急急催逼？”近侍笑着说：“你不知道吧？将军与孙膑表面和睦，内心却对他非常忌恨。当时留下他的性命，就是为了得到这部兵书。只等孙膑将兵书誉写完，将军就会断绝他的饮食。你千万不可泄密！”诚儿连连答应，一会儿又不解地道：“听说孙膑和庞涓是同窗好友，孙膑也是他举荐来魏国为官的。二人才华不相上下，为何突然之间要谋害他？”近侍说：“庞涓寡淡薄情，嫉妒心强，他看不得别人比自己强。先是摸清孙膑家中底细，得知他自幼父母双亡，寄居在叔父家长大。后来齐国内乱，孙膑跟着叔父父子一起逃到周都洛阳，又遇饥荒。不久，孙膑与叔父父子失散……孙膑一直惦念着叔父父子，庞涓知道孙膑的心事，就想出一个计策害他。过了一段时间，庞涓借孙膑族兄孙平、孙卓的名义，写了封信，让一临淄人送给孙膑，骗孙膑回齐。孙膑一直把他当好友，就相信了。庞涓又怂恿他请假回齐国，说是会帮他说好话。孙膑真的照做。期间，庞涓乘夜鬼鬼祟祟在魏惠王面前奏说，他奉王命曾劝孙膑留下，孙膑却坚持要走，且对大王很有怨言。并建议魏惠王，待孙膑上表请假之时，公开定他通齐叛魏之罪……后来，孙膑去向魏惠王告假回齐时，魏惠王不问三七二十一，就叫人将他拿下，治他与齐国私通之罪。庞涓庞涓又假装慈悲，替孙膑求情，看似救他，实则目的达成后，就将其铲除。”
诚儿恨庞涓虚伪狡诈，妒才忌能，残忍无情，加上孙膑平日待诚儿很友善，诚儿不忍看着他被人害死，犹豫一番后，还是将此实情私下告诉了孙膑。孙膑听了大惊，一个劲地摇头，把头摇得像拨浪鼓似的。“不！这不是真的！我不相信！”庞涓利用孙膑对他的信任，下狠手害他，孙膑气得欲将辛辛苦苦写好的兵法付之一炬。但转念又想，若不传，庞涓必大怒，将他处死。左思右想，困惑之中，忽想起临别前师傅鬼谷子送给他的那个锦囊。找出锦囊，打开一看，只见黄绢上写着：“诈疯魔”孙膑心领神会。
傍晚，诚儿来给孙膑送晚餐。吃了大半，孙膑突然把桌子一掀，饭菜全洒了，大叫：“饭里有毒！魏王要害我！”接着，又把写好的书简扔入取暖用的炭火中。然后往地上一滚，颠三倒四不知所云地骂骂咧咧个不停。诚儿吓得顾不上收拾东西，赶紧跑去报知庞涓。庞涓有点不信，去看孙膑。只见孙膑莫名其妙自言自语，一会儿哭，一会儿笑。庞涓问他，为何又哭又笑？孙膑答道：“我笑魏王想要害我，却不知我有十万天兵相助，他能将我怎样？我哭是因为没了我孙膑，魏国再无人领兵打仗了。”说完，又向庞涓叩头道：“鬼谷先生，请您救我孙膑一命！”庞涓说：“你认错人了！”孙膑拉住庞涓衣袖不放，张口连连叫道：“夫子救我！夫子救我！”庞涓怀疑孙膑是在装疯卖傻，于是命人将他拖入猪圈，试探真假。
猪圈里臭烘烘的，孙膑披头散发，倒头就睡。庞涓又派心腹之人给他送去酒食，谎称：“久仰先生大名，不幸先生被害，在下背着将军偷偷送些酒食来略表寸心，想必先生已饿了，快快享用吧！”孙膑怒目圆睁，大喊道：“这酒中有毒，你想毒死我啊！”说着，把酒食全倒在地上。那人又拾起一根棍子，串上粪土送给孙膑，孙膑接过就吃。
心腹回去报告庞涓，庞涓喜道：“看来他真的疯了，不足为虑了！”从此便让孙武自由出入，不再派人监管。
打那以后，孙膑就住到猪圈里。他常常自言自语，喜怒无常，有时蜷缩在猪圈角落里睡懒觉，一动不动；有时爬到猪圈外晒太阳；有时上街溜达，数日不归，混宿在市井之间。城中百姓知他遭到陷害，变得又疯又残，时常送他些干粮残饭。
数月后，齐国大夫田忌出使魏国，经过魏都安邑街市。孙膑听闻是齐使，便匍匐向前，抱住田忌的双腿。田忌和蔼地笑着问，先生有何贵干？孙膑依旧装疯卖癫。周边魏人告诉田忌：“此人叫孙膑，齐国人，原是魏国客卿，因私通齐国，受到刑罚，以致疯了。”说者无意，听者有心。田忌心里纳闷：“魏国客卿私通齐国，这么大的事，我怎么没听说过？为何满大街的人，孙膑都不抱，单抱住齐使……”田忌脑海里一连串疑问。于是便派人留心孙膑的行踪。
当天，田忌秘密夜访孙膑。孙膑倚在猪圈栏上，含泪道：“我是齐人，与魏国将军庞涓同在鬼谷子门下求学，如今受他陷害，无计可施，被迫装疯，以保性命。我想回齐国，无奈双腿残废，不能远行，故在街市上抱住您，请您不要见怪！”田忌知道事情大概，忙小声道：“此地不便久谈，明日清晨，我让一辆车从此经过，你可躲到车里。中午时分，我们就返回齐国。”孙膑激动不已，泪如雨下，连连道谢。
次日，田忌上朝向魏惠王辞行，魏惠王以重金相赠。庞涓在长亭设酒为田忌饯行。
齐使走后不久，忽有人慌忙来见庞涓，献上一件又脏又破的衣裳，说是孙膑不见了！到处都找遍了，仍杳无踪影。这是在一口井边发现的。孙膑衣裳！庞涓瞪大眼睛。他怀疑孙膑已投井自尽，于是命此人引路，带他去那口井边。派人打捞了半天，却不见其尸。庞涓怕魏惠王责备，就慌称孙膑投水自尽了。
原来，田忌早已安排好了一切。他让随从悄悄将孙膑藏在温车中，先走一步。待他辞别魏惠王君臣，就来追他们。孙膑上车前，故意脱下外衣，扔在井边，为疑兵之计……
田忌赶上孙膑，带他离开魏境，来到齐都临淄。二人一路交谈，田忌知道孙膑兵法造诣深厚，便将他推荐给齐威王，并讲了他的身世。齐威王听说孙膑是鬼谷子门生，才能出众，十分高兴，立即召见孙膑。
孙膑入朝拜见齐威王，齐威王问他鬼谷先生传授给他的兵机要诀。孙膑用几句话，精辟总结道：“用兵打仗，制胜之谋是，审其情，定其基。掌握敌情要快、要全。暴露给敌人的要少、要慢。阳谋与阴谋，方略与圆略，要交替运用，不可固守一端。兵无定策，策无定形，使人无可乘之机。这就是我师傅鬼谷子所说的天神兵法。真正读懂吃透天神兵法，灵活运用到战争中，便可攻无不克，战无不胜。”齐威工大喜，当即要拜他为大夫。孙膑婉言推辞说：“谢大王厚爱！只是臣现在寸功未树，就接受大王爵禄，受之有愧。再说庞涓若知臣受齐国重用，定会兴兵制造事端，不如暂将臣归齐一事隐瞒。待需要用臣之时，再为大王效力，如何？”齐威王答应，便让孙膑暂住田忌府中，待如上宾。
齐威王喜欢赛马，闲时，常与公族大臣一起赛马。齐威王的马脚力比田忌的马好，每次比赛，田忌总是三场连败。田忌老输，心里很是郁闷。
一天，又是赛马。田忌带着孙膑一同去参加赛马。孙膑认真观看赛马后，发现田忌的马与齐威王的马脚力相差不远，仅差几尺或几丈，田忌却三赛皆负，便私下对田忌说：“大王明日若还举行比赛，我定能使大夫获胜。”田忌喜道：“太好了！有先生相助，我终于有望扭转败局了。我这就去请求大王，用千金作为彩头一决输赢。”
田忌入宫请求齐威王说：“臣近日屡赛屡输，明日臣愿倾家荡产，以千金作彩，与大王一赌输赢。”齐威王笑着答应。
次日，公族大臣都驾着车马前来观赛，好不热闹。田忌问孙膑说：“先生究竟有何良策可使我获胜？千金之赌可不是闹着玩的！”孙膑说：“按照常理，大王的马比大夫的强，赛马难以取胜，但我有一计可使您获胜。”然后将计策道来……
第一局完，两马相差很远，田忌惨败。齐威王大笑，说：“历史记录里，你就还没有打破输的神话。”田忌说：“还有两局呢！等臣全输了，大王再笑臣也不晚。”
第二、三局，田忌果然反败为胜，得到彩头千金。
齐威王心中疑惑，问田忌是怎么做到的？天下良驹可都在他手。田忌奏道：“今日得胜，并非臣的马比大王的马强，而是臣有孙膑相助。”于是便将孙膑的计谋报告齐威王。参赛的三匹马根据力气大小都有上中下之分，田忌将自己的下马当作上马，与齐威王的上马比赛，用上马对其中马，用中马对其下马，这样一来，田忌虽败一局，却能赢两局。齐威王听了，叹道：“虽是小事，却能看出孙膑智谋过人！”从此对孙膑更加敬重有礼。
不久，一日，赵国使臣来齐国借兵，说赵国都城邯郸告急，无以抵挡魏军，事成后，赵成侯愿将中山献给齐国。齐威王同意了。他欲拜孙膑为将军，孙膑推辞道：“臣受刑身残，如果让我为将率兵，恐他国会笑。请拜田忌为大将，我全力辅佐。”齐威王于是拜田忌为将军、孙膑为军师，命二人率军援赵。
魏人为何要攻打赵国邯郸呢？原来，中山本是魏国领土，自被赵国夺去后，魏惠王一直想洗雪国耻，恢复中山，只因赵人尚武、强悍，故迟未出兵征讨。今见条件成熟，便责令庞涓收复中山。庞涓奏道：“中山离魏远而离赵近，与其舍近求远，争夺这块远离魏国的土地，不如逼他们就近割让土地。臣请率兵攻赵国邯郸，以报夺我中山之仇。”魏惠王准奏。
庞涓率领兵车五百乘攻赵，围邯郸。邯郸守兵连战告败，抵挡不住魏军。赵成侯无计可施，只好派人向齐求救……
田忌想率军直奔邯郸解围，孙膑劝阻道：“待我们赶到邯郸，庞涓早已破城了。我们不如半道扎营，扬言要攻打魏国襄陵。襄陵是魏国战略要地，一旦失守，危及魏都。庞涓闻讯，定会退兵。我们事先在路边埋伏好，偷袭他，必胜。”田忌称好，采用孙膑的围魏救赵之计。
果如孙膑所料，很快就得到消息，赵国邯郸已开城投降。
庞涓一面派人去向魏惠王报捷，一面准备继续进军，深入赵国腹地。忽接到谍报，齐将田忌乘虚攻魏，已兵临襄陵。庞涓心中权衡一番，担心襄陵失守，不得已放弃攻赵，慌忙班师去救襄陵。
魏军一撤，赵国危机解除。
当庞涓兵行进到距桂陵二十里处时，与齐军相遇。原来孙膑早已推测到两军可能相遇的地点，叫田忌把部队带到襄陵附近的桂陵，准备在那里设伏袭击魏军，让副将袁达领三千人前往迎敌，来到路口，正巧碰到匆忙回师的魏兵前锋庞涓的侄子庞葱。二军厮杀。战了二十回合后，袁达诈败，引兵撤退。庞葱不知对方虚实，不敢贸然追赶，回来报告庞涓。庞怒斥责道：“连个小小校尉都不能擒获，怎能擒获齐军主将田忌？”他想，齐大军应该还没走远，当即令大军追击。
魏军追到桂陵，庞涓乘车观看齐军阵势，壁垒森森，阵势严整，旌旗猎猎。他又上前仔细一看，惊讶万分，心中疑惑道：“这不是孙膑初入魏时排演的‘颠倒八门阵’吗？田忌怎么也懂得这一阵法，莫非孙膑已回到齐国了？……”当下也令魏军布阵成列。
这时，齐阵中一辆战车驰来，田忌全副武装，手持画戟，站在车中，田婴挺戈，站在车旁。田忌大喝道：“魏军中能主事的出来答话！”庞涓出阵对田忌说：“将军别来无恙！齐、魏一向和睦相处，今魏、赵有仇，与齐国何干？弃好寻仇，实在是失策。”田忌拱手道：“赵国已把中山之地献给齐国，我主这才派我率兵救赵。如果魏国也肯献几郡土地给齐国，我们这就退兵。”庞涓大怒道：“你有什么本事，敢与我对阵？”田忌说：“你既然有本事，可认得我这阵法？”庞涓说：“这是“颠倒八门阵’，我曾从鬼谷先生那里学过，你从哪里窃取一两招，反来问我？”田忌说：“你既然能认出此阵，能攻破它吗？”庞涓虽无把握，却强装镇定，厉声道：“当然！”转头部署兵力，准备打阵。手下将领问庞涓应该如何破阵，他估摸着说，颠倒八门阵看起来复杂，其实要破此阵并不难。它有个最大的特点，即此阵能变一字长蛇阵，击首则尾应，击尾则首应，击中则首尾皆应，攻打者就要被它所困。我们可以兵分三路，攻其要害。为稳当计，庞涓还特意命庞葱率一支生力军作后备，以防不测。分派完任务，庞涓就亲率五千精兵上前攻阵。
待魏军全部冲进阵中以后，只见阵中号旗一挥，刹那间鼓角齐鸣，呐喊雷动，魏军八个方位的令旗纷纷转换，阵势转眼变成“一字长蛇阵”。一会儿，蛇阵首尾迅速连起来，把魏军团团围住，水泄不通。庞涓想出阵，可不辨休、生、伤、杜、景、死、惊、开八门。魏军惊慌失措，自乱阵脚，边与齐军厮杀，边寻找出路，企图出阵。魏军像无头苍蝇似的到处乱撞，直到疲惫不堪，仍找不到出路。忽听一阵金鼓鸣，呐喊声震天，继而，不远处，一面面旗帜树起，上面都写着军师“孙”字。庞涓大惊，知自己已中了孙膑的计。正当庞涓陷入绝境，这时，庞葱领军从西路杀到，救出庞涓。此战，庞茅被齐将田婴杀死，五千精兵全部阵亡。魏军伤亡惨重，共损兵两万。庞涓悲痛万分，羞愧难当。
魏军大败，田忌称赞孙膑用兵如神，问他“颠倒八门阵”有何玄机。孙膑告诉田忌，八卦阵是按休、生、伤、杜、景、死、惊，开八门。加上中央主阵，共九队车马，阵型为正方形。破阵方法是，从正东“生门”打入，往西南“休门”杀出，又从正北“开门”杀入，即可破此阵。这次待庞涓率兵入阵后，我将首尾两队人马调出去阻击敌人援兵，只留下七队人马布成了一个圆阵，庞涓不知其中变化，所以上当……
庞涓捡回一条命，像丧家之犬，狼狈逃回魏国。魏惠王念其攻取邯郸有功，将功折罪。
这次齐军围魏救赵有功，齐威王从此对田忌、孙膑更加宠信，将兵权全交付二人。
不久，田忌听说，近日，齐威王听信他人诽谤之言，每天派人到田忌府中刺探动静。田忌于是托病交出了军权，孙膑也辞去了军师之职。
原来，庞涓自在桂陵被孙膑打败后，更加忌恨孙膑。一日，听说齐相国邹忌因田忌、孙膑受到专宠，担心自己会被二人取代而感到气恼。于是暗中派人携千金来到邹忌门下行贿，劝说邹忌设法剥夺田忌、孙膑军权，事成之后，还有重礼相赠。邹忌正中下怀，答应了这一请求。
这日深夜，邹忌派门客公孙阅去找人占卜。
夜阑人静，公孙阅敲响占卜者家门，说：“我奉田忌将军之命，请你占卜。”占卜者心想，深更半夜地来占卦，莫非有见不得人的事？但畏于将军虎威，又不敢拒绝，只好起身去开门。
见到公孙阅，占卜者小声问：“将军为何占卜？”公孙阅说：“田忌将军是大王的宗族，军权在握，威震天下，现在想谋求大事，请你占卜一下……”占卜者一听，大惊：“犯上叛逆之事，小人不敢参与。”公孙阅哼了一声，甩袖就走，临走前叮嘱他千万别泄密。
公孙阅刚走，邹忌马上就派人将占卜者抓获，说他为叛臣田忌占卜。占卜者挣扎着，辩驳道：“放开我！放开我！冤枉啊！虽有人来店里，但确实未给他占卜。”
邹忌当即入朝，将田忌占卜一事告诉齐威王，又将占卜者叫来作证……齐威王为此开始怀疑田忌、孙膑。每日派人到田忌府上监视，观察动静。田忌得知此事，不想生事，就假称身体抱恙，交出军权。孙膑也跟着辞去职务。
听说齐国田忌、孙膑被罢职，大喜道：“我又可以横行天下了!”
这时，韩昭侯攻灭了郑国，打算次年与赵国联兵攻魏，然后共同瓜分魏国土地。庞涓闻讯，将此事奏报魏惠王，并请求在韩赵二国联手前，先攻打韩国，魏惠王同意了，当即命太子申与庞涓率军攻韩。
