三家分晋以后，韩、赵、魏三家中魏国的势力最强大。魏惠王野心勃勃，他拜庞涓为大将训练兵马，向卫、宋、鲁等国进攻，连打胜仗，使得三国齐来拜服。东方的大国齐国派兵来攻魏国，也被庞涓打了回去。
孙膑和庞涓同为鬼谷子门下弟子，孙膑听说庞涓在魏国做了将军，就来到魏国，先见了庞涓，又见了魏王。经过交谈，魏王知道孙膑才能极大，封孙膑为客卿。不久，庞涓因嫉妒孙膑的才能而设计陷害孙膑，魏王以私通齐国的罪名把孙膑关押交给庞涓审问。庞涓故作惊讶，先放了孙膑，再跑去向魏王求情，过了许久，才又神色慌张地跑回来说：“大王发怒，一定要杀了你，经我再三恳求，大王总算给了点面子，保住了你的性命，但必须处以黥刑和膑刑。”孙膑听了，虽然非常愤怒，但觉得庞涓为自己出力，还是十分感激他。
孙膑脸上刺字又被剔去膝盖骨，只能爬着走路，成了终身残废。庞涓对孙膑的生活照顾得很周到，孙膑觉得靠庞涓生活，就主动提出要替庞涓做点什么。庞涓说：“你祖传的十三篇兵法能不能写下来，咱们共同琢磨，也好流传后世。”孙膑想了想，只好答应了。
孙膑躺着用刀往竹简上一个字一个字地刻，每天只能刻十几个字。庞涓沉不住气了，就让从人催孙膑快写。从人见孙膑可怜，便不解地问服侍孙膑的人：“庞军师为什么急着催孙先生快写兵法呢？”侍者说：“庞军师留下孙先生的一条命就是为了让他写兵法，等写完兵法，孙先生也就没命了。”
孙膑听了这话大吃一惊，前后一想，恍然大悟，突然大叫一声，昏了过去。等别人把孙膑弄醒时，他已经疯了，捶胸拔发，两眼呆滞，一忽儿把东西推倒，一忽儿又把写好的兵法扔到火里，还把地下的脏东西往嘴里塞。从人连忙奔告庞涓说：“孙先生疯了！”庞涓急忙来看，见孙膑一会儿伏地大笑，一会儿又仰面大哭。庞涓叫他，他就冲庞涓一个劲地叩头，连叫：“鬼谷老师救命！鬼谷老师救命！”庞涓见他神智不清，怀疑他是装疯，把他关在猪圈里，派人前去探测。
一天，送饭人端来酒菜，低声对他说：“我知道你蒙受了奇耻大辱，我瞒着军师送些酒菜，有机会我设法救你。”说完流下泪水。孙膑一副莫名其妙的样子说：“谁吃你的烂东西，我自己做的好吃多了！”一边说，一边把酒菜倒在地下，抓起一把猪粪，塞进嘴里。送饭人回禀了庞涓，庞涓以为孙膑受刑之后气恼攻心可能是真的疯了。从此，他只是派人监视孙膑，不再过问。
过了一段时间，孙膑在故友禽滑厘的暗中帮助下，借齐国使者淳于髯出访魏国之机，藏在淳于髯的车里逃出魏国。孙膑到了齐国，齐威王如获至宝，当即拜他为军师。后来，魏国与齐国交兵，齐王派田忌为大将、孙膑为军师，使庞涓连连败北。最后，孙膑用减灶法引诱庞涓来追，暗设伏兵，将庞涓射死在马陵道上。