孙膑的回信竟被魏国人搜出来交给了魏王，魏王便找来庞涓说：“孙膑想念齐国，怎么办呢？”庞涓见机会来了，就对魏王说：“孙膑是大有才能之人，如果回到了齐国，对魏国十分不利。我先去劝劝他，如果他愿意留在魏国，那就罢了。如果不愿意，他是我举荐来的人，那就交给我来处理罢。”魏王答应了。
庞涓当然没有劝孙膑。他对孙膑说：“听说你收到了一封家信，怎么不回去看看呢？”孙膑说：“是哥哥让我回去看看的，我觉得不妥，没有回去。”庞涓说：“你离家多年了，一直和家人没有联系，如今哥哥找到了你，你应当回去看看，见见亲人，再给先人上上坟，然后再回来，岂不是两全其美吗？”孙膑怕魏王不同意，庞涓一力承揽，孙膑十分感激。第二天，孙膑就向魏王请两个月的假。
魏王一听他要回去，就说他私通齐国，立刻把他押到庞涓那里审问，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，虽非常愤怒，但觉得庞涓为自己出力，还是十分感激他。
孙膑被在脸上刺了字又被剔去了膝盖骨，从此只能爬着走路，成了终身残废。
庞涓倒是对孙膑的生活照顾得很周到，孙膑觉得靠庞涓生活，就想报答他，有一天，孙膑就主动提出要替庞涓做点什么，庞涓说：“你那祖传的十三篇兵法，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。孙膑只能躺在那里用刀往竹简上一个字一个字地刻，他虽背得滚瓜烂熟，但若想写下来，却不容易，再加上孙膑对受刑极为愤慨，所以每天只能刻十几个字。这样一来，庞涓沉不住气了，就让手下一个叫诚儿的小厮催孙膑快写。诚儿见孙膑可怜，便不解地向服侍孙膑的人说：“庞军师为什么死命地催孙先生快写兵法呢？”那人说：“这还不明白，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。”
孙膑听到了这话，大吃一惊，前后一想，恍然大悟，霎时间大叫一声，昏了过去，等别人把他弄醒时，他已经疯了。
阴谋家和军事家是并不相同的两类人。在政治阴谋中，孙膑不是庞涓的对手，但在战场上，庞涓肯定是孙膑的手下败将。材有偏至，不可混淆。鲁迅说过：“捣鬼有术，业有效，然而有限。”用在庞涓的身上，此话合适，但用在那些成功的阴谋家，就值得推敲了。
只见孙膑捶胸拔发，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，只见孙膑一会伏地大笑，一会又仰面大哭，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，但怀疑他是装疯，就把他关在猪圈里，孙膑依然哭笑无常，累了就爬在猪圈中呼呼大睡。过了许久，还是如此，庞涓仍不放心，就派人前去探测。一天，送饭人端来了酒菜，低声对他说：“我知道你蒙受了奇耻大辱，我现瞒着军师，送些酒菜来，有机会我设法救你。”说完还流下了泪水。孙膑显出一副莫名其妙的怪样子说：“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，随抓起一把猪粪，塞进嘴里。
那人回报了庞涓，庞涓心想，孙膑受刑之后气恼不过，可能是真的疯了。从此，他只是派人监视孙膑，不再过问。
孙疯子白天躺在街上，晚上就又爬回猪圈，有时街上的人给他点吃的，他就哈哈而笑，而又嘟嘟囔囔，也听不清他说些什么。这样久了，魏国的都城大梁内外都知道有个孙疯子，没有人怀疑他了。庞涓每天都听人汇报，觉得孙膑再也无法同自己竞争了，就没再动杀他的念头。孙膑活了下来。
有一天夜里，有个衣着破烂的人坐在他的身边，过了一会，那人揪揪他的衣服，轻声对他说：“我是禽滑厘，先生还认得我吗？”孙膑大吃一惊，经过仔细辨认，确认是禽滑厘，便泪如雨下，激动地说：“我自以为早晚要死在这里了，没想到今天还能见到你。你可得小心，庞涓天天派人看着我。”禽滑厘说：“我已经把你的冤屈告诉了齐王，齐王让淳于髡来魏国聘问，我们全都安排好了，你藏在淳于髡的车里离开齐国，我让人先装成你的样子在这里呆两天，等你们出了魏国，我再逃走。”
禽滑厘把孙膑的衣服脱下来，给他手下的一个相貌与孙膑相近的人穿上，躺在那里装作孙膑，禽滑厘就把孙膑藏到了车上。
第二天，魏王叫庞涓护送齐国的使者淳于髡出境，过了两天，躺在街上的孙疯子忽然不见了，庞涓让人查找，井里河里找遍了也未见踪影，庞涓又怕魏王追问，就撒个谎说孙膑淹死了。
孙膑到了齐国，陆续打听到自己的几位堂哥都已无音讯，才知道原来送信的人也是庞涓派人装的。前前后后，这一场冤屈全由庞涓一人导演而成。
齐国的大将田忌是个很有才能的人，为人也非常的正直和厘道，他经人介绍，知道孙膑入齐，便亲自出迎孙膑，将孙膑请进自己的官邸，用上宾的礼节款待他。一经谈论，田忌更加佩服孙膑的才能，并暗暗庆幸自己喜遇良才，日夕与他相处，并经常向他请教。
当时，田忌经常跟齐国的王族们赛马打赌，田忌马力不足，屡次失败，并因此输了许多钱。有一次，孙膑见田忌的马力与王族们的马力相距不远，便对田忌说：“来日比赛，您尽管下最大的赌注，我定会设谋使您取胜。”田忌虽然不理解，但他十分信服孙膑，便回答说：“闻先生言，我当请于齐王，以千金为赌。”临近比赛，孙膑对田忌说：“齐之良马，聚于王廷，您若按马的等级，依次与王族们决赌，恐难取胜。现在请用您的下等马对付他们的上等马，用您的上等马对付他们的中等马，用您的中等马对付他们的下等马。这样一来，你虽然肯定要输一场，但可能会赢两场。”
赛毕，齐威王及王族们只胜了一场，田忌却胜了两场，赢了齐威王千金。齐威王大为惊奇，询问田忌取胜的原因，田忌便以实相告，齐王对孙膑敬佩不已，田忌乘机将孙膑推荐给齐威王。齐威王见孙膑才智出众，愉快地接见了孙膑，并向孙膑询问兵法军旅之事，孙膑侃侃而谈，对答如流。孙膑对战争以及当时国际形势的分析使齐王折服，齐威王认为孙膑乃是争霸天下、兴邦定国的栋梁之材，便毕恭毕敬地拜孙膑为老师，不久，又拜孙膑为齐国的军师，将军国大事委以孙膑。
魏惠王十七年（前353年）十月，魏军经过与赵军长时间的鏖战，终于攻下了赵国的都城邯郸，但此时的形势已对魏军十分不利，秦国的军队乘魏国后方空虚，已攻占了魏国的少梁，楚国的军队乘机攻占了魏国的南部睢等地，攻打赵国的魏军实力已大大消耗，军力也疲惫懈怠。齐威王见攻打魏军的时机已经成熟，便决定派遣大军去救赵。齐威王通过孙膑为将军田忌策划赛马赢了千金之事，已深知孙膑的才能，又曾与孙膑谈论过兵法，见孙膑不仅熟谙兵法，而且对指挥作战有一系列独到的主张，便想拜孙膑为大将，去救赵国。孙膑推辞说：“我是受过酷刑的人，不可以为大将，如果我当了大将，不仅会遭到敌人的笑话，也显得齐国没有人才。我请求大王您任用田忌为大将，我来帮助他就可以了。”齐威王采纳了孙膑的意见，便拜田忌为大将，孙膑为军师，统兵八万去救赵国。
孙膑因在魏国时遭到庞涓的陷害，被魏惠王处以刖刑，失去了双脚，所以便乘坐在有篷帐的车子里，随军出征，为大将军田忌出谋划策。
田忌打算统率大军直接扑向邯郸，以解赵围。孙膑分析了当时的形势，对田忌说，应该采取“批亢捣虚，围魏救赵”的军事谋略来解救赵国，用现在的话来说就是要避开正面强劲之敌，攻击敌人的虚弱之处，调动敌军，变被动为主动，寻找机会以战胜敌军。孙膑还对田忌说：“想要解开乱丝，不能握紧拳头用劲，劝解彼此斗殴的人，不能手持武器帮着击刺。只要采用避实就虚的策略，敌人就会因形势受阻而有所顾忌，就自然会主动解除对赵国的包围。”田忌听了他的这一番话，觉得十分有道理，认真思考着孙膑的意见，准备采纳他的建议。孙膑进一步解释说：“如今魏国猛攻赵国。精兵锐将在国外苦于征战，必定会精疲力竭，守在国内的老弱残兵因忙于防务也会疲乏不堪，将军您不如乘魏国国内空虚，兵力缺乏之机，率领大军火速地攻取魏国的都城大梁，占据魏国的交通要道，攻打魏国防务空虚的地方，魏军必定会放弃赵国，回军来救魏国。兵书上说：‘卷甲而趋，日夜不处，倍道兼行，百里而争利，则擒三军之将。’这样，齐军既可以救赵，又可以调动魏军跋涉奔走，乘魏军疲惫之时击败魏军，我们的军队又可以避免同敌军正面作战，减少损失。”田忌对孙膑所得出的“批亢捣虚，围魏救赵”的军事谋略大为赞赏，便依照孙膑之计，率领齐军主力向魏国的都城大梁进军。庞涓得知了这个消息，惊慌万分，在攻下赵都邯郸后，顾不得部队的休整和喘息，被迫留下少数兵力留守邯郸，抛弃辎重，急忙率领拯车锐骑，昼夜不停地急行军回救大梁。庞涓这样做，虽犯了兵家大忌，却是无可奈何的事。他当然知道，这样日夜行军百里，以求谏胜，敌方若乘势攻击，那么，三军之将，就会为人所擒。但为当时的形势所迫，却只能如此。庞涓仓皇回救大梁，当魏军退回到桂陵附近时，田忌及孙膑早已派遣齐军主力在那里等待伏击魏军。以逸待劳，士气旺盛，很快就将疲惫不堪的魏军打得大败。这样一来，魏国已经取得的军事上的成功就丧失了，被迫与齐国议和，将都城邯郸归还给赵国。
在“桂陵之战”中庞涓侥幸没有丧命，但在十余年后的“马陵之战”中，他就呜呼哀哉了。魏惠王是个野心勃勃的人，他经过休整，见魏军兵力又日渐强盛，乘齐威王听信谗言，解除了大将军田忌兵权之机，于魏惠王二十八年（前342年），又派遣庞涓统率大军去攻打赵国。赵国便联合韩国共同攻打魏国，但屡战失利，韩国急忙派遣使臣向齐国求救，齐威王便召集群臣商议对策，询问群臣说：“是早救韩国好还是晚救好呢？”有人主张坐山观虎斗。此时，田忌已经恢复了大将之职，主张火速发兵去救韩国。田忌说：“如果不赶快发兵救韩，韩国兵败便会屈服于魏国，魏国的势力强大，就会直接威胁齐国，所以不如及早发兵救韩。”诸大臣各持己见，争执不下。齐威王便征求孙膑的意见，他对孙膑说：“军师一言不发，您是什么看法呢？”孙膑说：“魏国以强凌弱，攻打韩国，韩国受挫，便会屈服于魏国，这样对齐国不利，所以不可不救韩。但现在魏、韩两国仅是刚刚交锋，士气正盛，如果在魏、韩两国的军队都没有疲惫的情况下去救韩，就等于是齐国代替韩国来承受魏军的攻击，这样一来，就变成了不是齐军指挥韩军，反而是韩军指挥齐军，所以过早发兵救韩，也是不好。”齐威王听了他的这一番话，觉得十分有道理，进一步询问孙膑说：“依军师的意见应该怎么办呢？”孙膑回答说：“魏国自恃其强，早就有攻破赵、韩两国的意图。我们可以先答应发兵救韩的请求，韩国恃有齐国的救援，必然会竭尽全力抵抗魏军，这样一来，就能极大地削弱魏国的军队。魏军见韩军顽强抵抗，也会尽全力向韩军猛攻，韩国必然向齐国求救，我们可以趁机与韩国结盟，韩国就会依附齐国。魏军经过与韩军的激烈拼杀，实力会大大消耗，到那个时候，我们再发兵去救韩，既可减少损失，也可以乘势攻击疲惫不堪的魏军，最终战胜魏军，达到救韩的目的。这样，齐国就可以得到最大的利益，获得最好的名声。”
齐威王听后，大有豁然开朗之感，采纳了孙膑的意见。齐威王培地里派人将发兵救韩的打算告诉给韩国使者，然后送使者回国。韩国恃有齐国的支持，便拼命地抵抗魏军，先后五次与魏军激战，均遭失败，便火速向齐国告急，投靠齐国。齐威王乘势起兵，派田忌、田婴为将军，孙膑为军师，统率齐军去救韩。
孙膑早已筹划得当，大将田忌按照孙膑的计谋，并不直接去救韩，又把十多年前的故伎搬来照用，统帅大军逼向魏国的都城大梁。魏将庞涓听到这个消息，又是无可奈何，只得放弃攻韩，率领大军日夜兼程回救魏国。
但这次与上次有所不同，那就是魏国的军队还有强大的实力，由于打败了韩国，士气还很高涨，所以，庞涓似乎并不惧怕孙膑。孙膑获悉庞涓回师魏国的情报，并不主动迎击魏军。孙膑对田忌说：“魏军强悍勇猛，一向轻齐，齐军被号称为胆小怕事，善于用兵的人就要利用这样形势，使其有利于自己。兵书上说：‘百里而趋利者蹶上将，五十里而趋利者军半至。’我们可以装出胆小怯阵的样子来引诱魏军。”田忌问孙膑说：“如何引诱魏军呢？”孙膑认为应该利用魏军自恃骁勇，轻视齐军，急于与齐军决战的心理，建议田忌采用“退兵减灶”来引诱、消耗敌军，在马陵设伏。孙膑说：“可以用退兵减灶的办法，命令齐军在魏境先筑十万人煮饭用的灶，第二天筑五万人煮饭用的灶，第三天筑三万人煮饭用的灶，庞涓见到齐军锅灶顿减，就会认为齐军胆怯，士兵逃亡众多，就会趾高气扬，盲目自傲，拼命地追击齐军，我们可以乘势伏击魏军。”
庞涓统率大军回魏，本想与齐军决一死战，不料齐军掉头东撤，便命令全军紧紧追赶。庞涓追踪了三天，发现了齐军锅灶的数目倍减，非常高兴，说道：“我本来就知道齐军胆小怕事，进入魏境仅仅三天，齐军逃跑的士兵就已经超过半数了。”便命令放弃步兵丢下辎重，只率领轻车锐骑，将两天的路程并做一天走，马不停蹄，拼命追赶齐军。
孙膑估计庞涓的行程，晚上当到达马陵。又见马陵道路狭窄，地势险要，两旁是山，林多树密，恰可以伏击魏军。便命令士兵伐木塞路，留下一棵大树，剥去大树的外皮，在白色的树干上写道：“庞涓死于此树之下！”几个大字，又派遣一万名射箭高手，埋伏在山路两旁，对他们说：“夜里看见火光亮起，就一齐放箭。”
当天夜晚，庞涓果然率领魏军赶到马陵，军士向庞涓报告：“有断木塞路，难以前进。”庞涓一面上前察看，一面指挥军士搬木开路，忽然见到前面有一棵大树，上面白木显露，隐约有字，便令人点起火把，亲自来到大树下察看，在火光的照耀下，庞涓看到上面的那行字，大吃一惊，急忙命令魏军撤退，已经来不及了。埋伏在山路两旁的齐兵万箭齐发，魏军顿时大乱，四散奔逃。庞涓身负重伤，自知智穷兵败，便拔剑自刎。齐军乘胜追击魏军，俘虏了魏国的太子申回国。
智慧金言
这是中国军事史上一个著名的战例，包含的道理十分丰富和深刻，以致后来有了“围魏救赵”这个直到今天人们还经常使用的成语。从中也可看出孙膑是真将材，而庞涓是假将材，孙膑能战胜自我，做到心如止水，他冷静而客观；相反，庞涓则名利熏心，妒忌成性，他狂妄而贪婪。因此，在政治上，孙膑输给了庞涓，但在战场上庞涓的弱点，却被孙膑利用，终于让他命丧黄泉。