公元前354年，庞涓率领魏武卒攻打赵国。赵国形势危急，于是向齐国求救。此前，虽未经过会盟，但魏国已隐隐有了霸主的地位，若任由庞涓这么打下去，万一将赵国吞灭，再整顿兵马收服韩国，重复当年三晋合一的盛况，那么齐国也就不用再做统一天下的大梦了，直接向魏国俯首称臣算了。
所以齐国这次必须出兵救赵，问题在于该选谁作为此次出征的主将。齐威王想到了孙膑，以小观大，已知其才，更何况他是兵圣孙武子的嫡脉子孙，家学渊源，相信有他出战，定然能够狠狠地教训魏国人。
不过孙膑却推掉了主将一职，他说：“我是受过刑的废人，如何能做主帅？”言辞淡漠而听来叫人心痛。威王无奈，只好命田忌挂帅出征，而孙膑就做了田忌的军师。看来，“军师”这个词在普通大众的脑海中勾起的形象，除了诸葛武侯，最早其实能够追溯到战国时的孙膑。由于被剜去膝盖骨，孙膑没法像其他将领那样立在战车之上，更不能骑马，只好安坐于辎车之上。可以想见，其他人都是一身甲胄，唯有孙膑是长袍大袖的儒冠儒服，潇洒又自在。苏轼赞叹周瑜的那一句“谈笑间，樯橹灰飞烟灭”用来说孙膑也算合适。
主帅田忌想要驱兵入赵，寻上庞涓率领的魏武卒主力一决雌雄。但是他的想法被孙膑否定了：“丝线缠作一团，想要解开它，就不能不顾起止头尾的胡乱撕扯；两伙人打起架来，想要止戈劝和，就不能跃上战场亲身搏斗，这只会使事情越来越乱。假如能够找到纷繁乱象背后的要旨，再认清和控制形势，自然而然就能将矛盾解除，达到我们的目的。如今庞涓率魏军的精锐苦战在外，那么留在魏国的大梁城戍守的必然都是些老弱病残。我们不如批亢捣虚，迅速挺进大梁，同时派人北上，将大梁被围的消息放给庞涓听，那么他必然放弃攻打赵国而回兵自救，如此岂非解了赵国之围？”
其实，孙膑的做法和象棋中的以攻对攻的路数是十分相似的。只不过下象棋时是“先下手为强”，快上一步就能够取得主动，把对方将死。而齐、魏之间的斗争却是“后发先至”——相较于魏国攻打赵国的国都邯郸，齐军围困魏国的都城大梁明显在行动上落后于魏军——后来者占据主动，因为齐国是博弈双方（赵、魏）之外的第三国！
而且，孙膑的做法不仅是聪明的做法，还是唯一能够取胜的做法。若按着田忌所想，驱兵入赵，那么齐军长途奔袭，到达邯郸城外时必定已是疲惫不堪，而赵军由于困城日久，也不是生力之军。这时候，齐、赵虽能够夹击魏军于城下，但他们要面对的可是吴起一手训练出来，几十年未尝败绩的魏武卒，那时鹿死谁手也就难以知晓了。
进军大梁则不然，“攻守之势易也”，变成了齐军以逸待劳，而魏军则是劳师远征。有心算无心，有准备对没准备或少准备，魏军定然会吃败仗。
果然，这一切全让孙膑给算中了。风风火火赶回来的魏军，在通往大梁城的必经之路桂陵遭遇了齐军的伏击，全军覆没，只有庞涓一个人逃出生天，衣衫不整、落魄如丧家之犬地回了大梁城。
失败的阴影始终笼罩着上将军庞涓，就算他在战场上取得再多的胜利，人们都只会把他当做孙膑的手下败将。所以，他不断取得的军功不过是为了衬托孙膑，为孙膑的难测的智谋和超卓的指挥添加注脚。
庞涓在等，等着再次与孙膑在战场相遇，然后将他击败，用他的鲜血来洗刷那个刻在他心里的“败”字。只可惜孙膑并不是庞涓，他不会为了自己的利益、为了个人的私仇而四处征战，让那些年轻的兵士为了他而死在空旷、冰冷的战场。事实上，即使孙膑有这个心思，最终也未必能够举兵伐魏，他在齐国的影响力也远远比不上庞涓在魏国的影响力，因为聪敏有决断的齐威王并非那个糊里糊涂、毫无主见的魏惠王