由于魏国攻打赵国，赵国向齐国求救，并许诺齐国若援救自己并解魏军之围，赵国愿以自己的属国中山国相赠。于是，孙膑便受命出征，解救赵国，经过桂陵之战，终于歼灭魏军。后来又有了马陵之战，孙膑充分发挥了自己的军事才能，而马陵之战也被载入了史册。
孙膑回到齐国后，多次向齐威王分析周边国家的形势，指明了齐国的战略重点以及应该采取的争霸战略，这些建议均为齐威王采纳。在齐威王的支持下，孙膑辅佐田忌整顿军队，加强训练，使齐军的战斗力大为提高，为即将爆发的齐魏冲突做好了准备。齐国的崛起导致东方的战略形势发生了重大变化，魏国的霸权受到来自齐国的威胁，魏国东向发展的战略也受到了极大遏制。魏、齐两强利益的碰撞使双方矛盾激化，战争不可避免。当时，魏国在西边筑长城与秦国为界，南边与韩国、楚国接壤，东边以淮水、颍水为界与齐国相邻，北边以漳河为界与赵国相接。在这些邻国中，秦、齐、楚都是大国，而韩、赵较弱。魏国的西进战略因受到秦国的顽强抵制，自设置西河郡之后再无大的动作，加之无暇西顾，不得不在秦国的反击下采取了守势，希望向东发展，专门对付东方的强敌齐国。但齐国实力不可小视，魏国要与齐国争霸，战胜齐国，就不得不借助韩、赵两国的力量。
本来，魏国与韩、赵两国是传统盟友，当年魏文侯、武侯之所以能称霸中原，除了其他因素外，就战略方面讲，主要是因为采取了联合韩、赵的战略。但魏惠王缺乏战略眼光，他一方面自恃强大，不尊重韩、赵两国的利益，经常以盟主自居，凌驾于韩、赵两国之上。同时，他还错误地认为，如果魏国吞并了韩、赵两国，统一中原地区，不仅可以解除后顾之忧，而且可使魏国实力大增，从而纵横天下，建立霸业。
魏惠王的所作所为，引起了包括盟国在内的周边各国的反感和敌视，尤其与其盟友韩、赵之间矛盾愈演愈烈，从而使自己陷于孤立境地。魏国在迁都大梁之前，就是因为不能妥善处理与韩、赵两国的关系，才导致自己数面受敌，在与秦国争夺河西的作战中处于不利的地位。迁都大梁后，魏国的主要敌人和争霸对象是东面的齐国。魏国决策者尤其是魏惠王却不能分清主次矛盾，又犯了同样的战略错误。他不但未能改善与韩、赵两国的关系，反而变本加厉地数次出兵教训两国，进一步激化矛盾。这不仅消耗了自身的实力，使自己陷于两线作战的不利境地，而且使魏国的战略对手齐国得以利用矛盾，谋取战略利益。
当时赵国国君赵成侯为了摆脱魏国霸权的控制，进而达到兼并土地、扩张势力的目的，先是退出了韩、赵、魏联盟，继而于公元前356年在平陆（今山东汶上）和齐威王、宋桓公相会，改善了与这两个邻国的关系；同时又和燕文公在安（今河北高阳县北）相会，安定了北方。至此，三国一体的局面已彻底崩溃。赵国的举动引起魏惠王的强烈不满，认为赵国自作主张，与魏国的敌国齐国等结盟，试图拉拢各国，实在是没把他这个盟主放在眼里。
魏惠王恼羞成怒，决心先从赵国开刀，树立自己的威信。于是他借口保护卫国，以庞涓为主帅，率领大军直奔赵国，包围了邯郸。魏惠王打的如意算盘是：赵国毕竟实力不如魏国，魏军可以马到成功；而一旦赵国灭亡了，齐、赵联盟自然就会瓦解，齐国会更加势单力孤，而魏国在中原的霸权则会更加巩固。
危急之中，赵王想利用刚刚建立起来的齐赵同盟关系，遂于公元前353年派使者前往齐国求救，并承诺如果齐国援助赵国解魏军之围，赵国愿以自己的属国中山国相赠。
齐威王闻报赵国告急，遂召集文武大臣齐聚于太庙，商议对策。这是一次关系到齐国今后战略发展走向的重要会议，该不该出兵救赵，如何救赵，涉及齐国敢不敢与魏国争夺中原霸权，敢不敢挑战魏国的霸主地位。商议的现场被一种紧张、肃穆、凝重的气氛笼罩着。每当这种场合，往往是丞相邹忌率先发言，这次也不例外，大家都想先听听丞相的高见。
邹忌本来是稷下学宫中的名辩之士，他曾用比喻的方法，以弹琴比喻政治，深得齐威王的尊崇，由学宫中的辩士一跃而为相国。他离开学宫进入政坛后，因能言善辩，经常向齐威王阐述自己的建议，深得齐威王的信任，齐威王对他可以说是言听计从。
邹忌见大家都在等他首先发言，于是踌躇满志地说：“臣坚决不赞成出兵救援赵国。至于原因，一方面，我们齐国的当务之急是发展经济，壮大国力；另一方面，齐国军队不是魏军的对手，明明打不赢却硬要与魏国对抗，实在是拿国家的命运作赌注，拿军民的生命财产做赌注，这无异于以羊投虎，也是不顾大局的鲁莽行为。”
邹忌的表态可以说是语惊四座，大臣们有的认为他的话不无道理；还有人认为既然邹忌是一人之下万人之上的丞相，听他的就是了。
这时，大臣段干朋站起来说：“微臣认为丞相的意见不妥。魏国攻打赵国，围攻邯郸城，齐国如果坐视不救，既显得不仗义，也对我们齐国不利。”见大臣们都面面相觑，段干朋详细陈述了自己的理由，他指出，出兵救赵的理由有三：一则齐国与赵国曾有同盟关系，若不兑现自己的承诺，就会在国家间失去信用；二则坐等魏国灭了赵国以后势力进一步壮大，对齐国更为不利；三是从当时战略形势来考虑，魏、赵两国都是齐国潜在的对手，如果直接派齐军前往邯郸救援赵国，则既不能使赵国受到损失，也达不到消耗魏国实力的目的，这对齐国的长远利益是不利的。因此他主张实施使魏国与赵国相互削弱从而“承魏之弊”的战略，即先以少量兵力南攻平陵（今河南睢县西），借以表明齐国反对魏国攻赵的态度，并达到牵制和疲惫魏军的目的。待魏军攻下邯郸师老兵疲之时，再出动大军予以正面攻击，重创魏军，以求一举成功。这一谋略，具有一石三鸟的用意：南攻平陵，可使魏国陷于两面作战的困境，是为其一；向赵国表示了援助的姿态，信守盟约，维持两国所建立的友好关系，帮助赵国坚定抗魏的决心，是为其二；让魏、赵继续攻伐，最后导致魏国受重创，实力削弱，从而为齐国战胜魏国和日后控制赵国创造有利条件，是为其三。
齐威王听了两位大臣的意见，左右为难。于是征询孙膑的意见。孙膑赞许段干朋的观点。他进一步从战略的高度分析道：“魏、赵、韩原是一家，魏文侯时，三国联盟，所向无敌，各诸侯国难敌其锋。现在，三国出现裂痕，赵国转而与齐国结盟，等于对魏国釜底抽薪，而其出兵攻打魏国的属国卫国，又无异于夺取魏国口中之食。魏、赵两国矛盾激化，对齐国最为有利。在这种情况下，齐国应该利用这一良机。因为，齐国的主要敌人就是魏国，在目前魏、赵交恶的情况，如果赵国被打败而投降魏国，赵国势必认为齐国见死不救，有违赵、齐两国的盟约，进而与齐国反目成仇。这样，齐国不仅失去了一个盟国，而且让敌人更加强大。尤其从战略格局看，魏国攻赵，还将导致其他大国如秦、楚都趁机渔利，蚕食魏国疆土，从而使自己处于四面树敌、孤立无援的被动境地。所以，臣以为应该采纳段干朋之计，立即出兵。同时，从长远的战略观点来看，赵和韩也是大国，如果不借魏国之手予以削弱，将来也可能成为齐国的劲敌。所以，我们应该既攻打魏国，以坚定赵国抗魏的决心，又不可过早与魏军主力正面交锋，而要等到魏、赵双双精疲力竭之时，再出动大军重创魏军，这样最符合齐国的战略利益。到那时，齐国就可以号令天下，安抚百姓，成就天下一统的伟业。总之，出兵不出兵，关系到齐国取威定霸的战略目标能否实现，所谓机不可失，时不再来。”
至于如何救赵，孙膑认为，魏国的“武卒”部队，是大军事家吴起当年训练出来的，号称天下劲旅，数十年来，东征西讨，战无不胜。齐军要同魏军正面较量，显然不是对手。因此，必须以智斗力，以巧取胜。具体讲，就是按照孙武《兵法十三篇》中所说的“胜于易胜”“胜已败者”，即要主动创造取胜的条件，使魏军成为最易打败的敌人，使其未同齐军交战即已处于接近失败的境地。为此，孙膑提出了著名的“围魏救赵”“批亢捣虚”的作战方针。他分析说：当前的情况是，魏国大举攻赵，“轻兵锐卒必竭于外，老弱疲于内”，这就为齐军“疾走大梁”“冲其方虚”提供了条件。因此，他主张以一部分兵力攻击魏都大梁，引诱庞涓回救，而将齐之主力集结在适当的地域，邀击魏军于归途。齐威王和大臣们听了孙膑掷地有声的一番分析，茅塞顿开，于是，齐威王做出决断，全国备战，军队听候命令，随时出征。
这时，魏国的十万大军在庞涓的统率下，已兵分两路，浩浩荡荡，一路北上，很快就占领了赵国都城邯郸四周的战略要地。邯郸城山水环抱，自西而南而东，有漳河、滏水、牛首水，西有太行山、紫山，北有插箭岭，城池坚固，粮草充足，易守难攻。赵国国君赵成侯亲率五万精兵分守城外各处，而庞涓决定强攻，将邯郸团团围住。
魏国以主力攻赵，赵国军民拼命抵抗，两军相持达一年有余，眼看就要城破国亡。当邯郸危在旦夕，赵、魏两国均已疲惫之时，齐威王认为出兵时机业已成熟，于是任命田忌为上将军，负责统一指挥，又任命孙膑为军师。同时，这次大军出征，要一切听从孙膑的谋划。