膑为军师，坐在战车里，（车上没有帷蓬，为了不使敌方知道。）出谋划策。
田忌想引兵支援赵国，孙膑说：“理乱丝只能用手徐徐解开，不可握紧拳头使劲；排解斗殴只能好好地分解，不可插手帮打。
“要撇开敌人充实的处所，冲击敌人空虚的地方（意即避实就虚），在形势上控制住敌人，则（争斗的双方）自然就解开了。
“现今梁赵相互攻击，内外交疲；你不如引兵快速地向大梁进攻，占领他的交通要道，冲击他空虚的地方，他必然放弃攻赵而自救。这样就一举解除了赵国之围而收魏军自弊（疲乏）之效。”
田忌按照孙膑的策划去做，魏军果然离开了邯郸（赵国都城），与齐国在桂陵开战，齐军大破梁军（即魏军）。
十三年后，魏和赵联合攻韩，韩国告急，向齐国求救。齐国大将田忌率军前往救韩，直取大梁（即魏国）。魏将庞涓闻知，从韩国撤离而回返魏国，这时齐军已过齐界，西入魏境了。
孙膑对田忌说：“对方是三晋（由原晋国分裂出来的魏、赵、韩三国）之兵，素来悍勇而轻视齐国，齐国号称怯懦；善战者应该因势利导：魏兵认为齐兵怯懦，齐兵就伪装胆怯逃亡，诱使魏兵上当。
“兵法认为：一日夜追逐胜利于百里之外，兵既疲累，供应也不及，这样，虽上将亦难免受挫折；即使是追逐五十里，士卒也只有一半能先到，另一半会因疲累而掉在后面，以致前后不相接。
“我们要做到齐军入魏地，（今日）筑足供十万人吃的灶，明日只筑五万人吃的灶，后日仅筑三万人吃的灶。”
庞涓跟了三日，大喜，说：“我就知道齐军怯懦，进入我魏地三日，士卒已逃亡过半了。” 就放弃步兵，以轻锐的（骑兵）两日的路程并一日地赶路，穷追逃奔的敌人。
孙膑估计庞涓的行程，傍晚应当到马陵（魏地，今河北大名县）了。马陵道路狭窄，路旁多阻隘，可以埋伏兵力。
孙膑让士兵剥去大树的树皮露出树干白色木质部分，在上面写上“庞涓死于此树之下。” 令齐军善射的弩手万人埋伏在山道两旁，约定：“夜晚看见火就万箭齐发。”
庞涓果然夜到白木大树下，见白色树干上写的有字，就取火照亮