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国的军队必须为齐国的利益而战，如果过早地出兵救韩，就等于齐国代替韩国作战，韩享其安，我受其危，主客颠倒，那对齐国是十分危险不利的。”
齐宣王听罢，频频点头。接着问道：“军师所言极是，那到底该怎么办呢”
孙膑说道：“从齐国的根本利益出发，应该许韩必救，以安其心。韩知有齐相救，必然尽全力抗魏以自卫，魏军见韩不降定然会倾其全力以攻韩。待魏韩两军撕杀实力消耗殆尽之际，我们再出兵攻击疲惫的魏国，拯救危亡的韩国，用力少而见功多，才会收到事半而功倍的效果。”
齐宣王听了孙膑的建议，非常高兴，热情地接待了韩国使者，并答应说：“齐救兵旦暮将至。”韩哀侯大喜，奋力抵抗进犯的魏军。然而毕竟弱不胜强，前后交兵五六次之后，韩军尽皆大败，不得不再次派使来齐，请求齐宣王速发救兵。魏军在激烈的战斗中也有一定的伤亡，实力有所削弱。于是，齐国抓住韩危、魏疲的最佳时机，任命田忌为大将，田婴为副将，孙膑为军师，统兵数万，兵车数百乘，浩浩荡荡地离齐攻魏救韩。
孙膑认为：“夫解纷之术，在攻其所必救，今日之计，惟有直走魏都耳!”所以，这一次，孙膑又一次采取了“围魏救赵”的战术，大军直奔魏都大梁。魏惠王见齐军又杀气腾腾地直扑大梁而来，鉴于13年前桂陵之败的惨痛教训，再也不敢让魏军在韩恋战，急令调回魏军主力。庞涓传令大军离韩归魏;率兵10万企图与齐军进行一次殊死决战。
孙膑冷静地分析了敌我双方的情况，认为这一次魏军有一定的准备，兵力也较多较强，而且是主动迎击齐军，来势凶猛。于是，他决定改变战术，以计胜之。他对田忌说：“善战者因其势而利导之，兵法上也说，被利诱而深入百里，去追击敌军，必丧失大将;追击50里，势必折损—半士兵。我们就要在这上面想办法。”
田忌问道：“如何因势利导呢”
孙膑胸有成竹地说道：“彼三晋(这里专指魏)之兵，素悍勇而轻齐，齐号为怯。我军便将计就计，主动引兵东撤，装作惧怕魏军的样子，设法诱其中计。”田忌又问：“依军师之计，具体应该如何做呢”孙膑说道：“我们不妨在退兵途中，第一天造10万人做饭用的锅灶，第二天减为5万人的锅灶，第三天减为3万人。魏军追兵见我军锅灶逐日减少，一定认为齐军怯战，逃亡过半，从而助长其骄傲轻敌的思想，诱其拚命猛追，其力必疲，然后再以计取之。”田忌听罢大喜，决定依计而行。
再说庞涓怒气冲冲地率兵以急行军的速度从韩返魏，望西南而行，快要抵达大梁城时，不料齐兵又撤退逃窜，于是整顿兵马，紧紧追赶。庞涓生性狡黠多疑，惟恐齐兵有诈，开始追击时还是比较谨慎的，行军速度也不算快，各队之间联络照应有致。后来他发现齐兵的锅灶一天比一天减少，这才放下心来，以为齐军果然怯弱，闻魏兵将至竟不战而逃亡过半，土气已经低落到不堪一击的程度，这是雪桂陵之耻的天赐良机。处于亢奋之中的庞涓当即传令，将步兵留后继行，自己亲率精锐骑兵，马不停蹄，昼夜兼程地沿着齐军撤退的方向猛追不舍。
田忌与孙膑从容地率兵撤退，同时派出许多侦探，观察并随时报告魏军动态。当孙膑得知魏军已过沙鹿山时，屈指计程，料定魏军日暮必到马陵(今河南范县西南)。马陵地势险峻，一条窄道夹在两山中间，道旁树木丛生，是设伏歼敌的好战场。于是孙膑命令齐军停止前进，砍伐树木，堵塞道路，设置障碍，布下重重埋伏，准备围歼追敌。
孙膑还特意命兵士把路旁的一棵大树刮去一段树皮，在白色的树干上用黑煤书写了8个大字：“庞涓死于此树之下”。
一切准备就绪后，孙膑挑选了弓弩手1万人，埋伏在山路两旁。然后对弓箭手发出命令说：“天黑时候，只要看见火把就一起射箭!”
果然不出孙膑所料，庞涓率领魏军黄昏时分赶到了马陵道，其时十月下旬，又五月色。魏军人困马乏，极度疲劳，都想停下来歇歇脚。这时，前军回报说，有断木塞路，难以前进。庞涓以为是齐兵惧怕魏军追赶，故设障碍，便命人搬木开路，忽然抬头看见树上砍白处，隐隐有字迹看不真切，庞涓命军士取火照之，众军士一起点起火来，庞涓于火光之下，看得分明，大惊中计，急令退兵，怎奈为时已晚。齐军万名弓弩手一见火光立刻万弩齐发，喊声四起。魏军顿时大乱，被齐军四面围住，既无法抵抗，又无路可逃，死伤殆尽。
庞涓在乱军中，身中数箭，自知“智穷兵败”，无法挽救危局，仰天长叹道：“吾恨不杀此刖夫，遂成竖子之名!”说罢拔剑自刎而死。
庞涓所率精锐被歼后，齐军乘胜发起进攻，魏兵心胆俱裂，无人敢战，各自四散逃生。10万魏军曾经不可一世，如今尸横遍野，全军覆灭，统帅太子申成了俘虏，