孙膑在年轻的时候拜鬼谷子为师学习兵法。他为人忠厚，而他的同窗好友庞涓却心胸狭窄，骄欲自大，很是嫉妒孙膑的才能。
后来，庞涓听说魏惠文王广招天下贤才，就决定下山谋求富贵。庞涓到了魏国之后，展现了自己的才能，魏惠文王很高兴，封他为将军。
庞涓知道自己的才能比不上到膑，就找借口将孙膑请到魏国。之后，庞涓捏造罪名剔除了孙膑的髌骨，并在他脸上刺字，还把他藏起来不让人发现。
直到齐国的使臣来到魏国，孙膑设法游说齐国的使臣，齐国的使臣认为孙膑是个有才能的人，就把他藏在车中带回了齐国，孙膑这才从魏国逃了出来。
孙膑到了齐国之后，很受大将军田忌的赏识。当时齐国贵族间流行赛马赌输赢的游戏，田忌就经常与诸公子赛马，并且设重金做赌注。不过，田忌的马不及公子们的马，经常输掉比赛。
有一次孙膑目睹了齐威王与田忌的三场赛马之后，建议田忌加大赌注，并且向他保证必能取胜。田忌一听，当即与齐威王约定赛马，并下了一千金做赌注。
比赛开始之前，田忌有些不安，问孙膑怎么才能赢，孙膑让田忌第一局用下等马对齐威王的上等马，然后第二局、第三局分别用上等马对齐威王的中等马，中等马对齐威王的下等马。
比赛的结果是三局两胜，最后田忌赢了齐威王。于是田忌就趁机把孙膑推荐给了齐威王。齐威王向孙膑请教兵法后，把他当作老师，从此重用孙膑，孙膑也为齐国立下了汗马功劳。
公元前年，赵国进攻卫国，迫使卫国服从自己。而卫国原来是魏国的附属国，现在赵国的做法让魏惠文王咽不下这口气，就派大将庞涓教训赵国。
庞涓是名将，用兵如神，不到一年便攻到了赵国的国都邯郸。赵国国君赵成侯没办法，只好派人向齐国求救。
齐威王任命田忌做主将，孙膑做军师，让他们率齐国大军救赵。
可齐国大军没有直奔赵国，而是等赵国跟魏国打得不可开交的时候，直奔魏国首都大梁，魏军果然回师，两军在桂陵相遇，魏军被打败，庞涓被生擒。
桂陵之战，齐国不仅解了赵国之围，也削弱了魏国的实力。
桂陵之战，庞涓被生擒，为了大局着想，孙膑并没有因为私仇一刀杀了他，这为后面的故事埋下了伏笔。
魏国经过桂陵之战后虽有损失，但并未伤到元气。经过几年的修整后，魏惠文王又派庞涓联合赵国攻打韩国，韩国向齐国求救。
齐威王派军队救韩，仍然让田忌和孙膑一起出征。齐军直奔魏国国都大梁，庞涓知道后急忙赶回来救援。
魏惠文王见齐国故技重施，总坏魏国的事，恨得咬牙切齿。他决定用全部兵力跟齐国决一死战，仍以庞涓为将。
魏国这次声势浩大，孙膑见敌我力量悬殊，便决定采用欲擒故纵之计。孙膑让军队向沟深林密、道路曲折的马陵撤退，一路上不断减少做饭的灶坑，制造出齐军士卒四散逃走的假象。
庞涓果然中计，直接放弃步兵，只率领轻锐部队去追击齐军。孙膑估计了庞涓的行程，在马陵设下埋伏。庞涓在当天傍晚赶到马陵，他看到了树干上孙膑刻的字--庞涓死于此树之下，大惊失色。
这时候齐军万箭齐发，庞涓知道败局已定，于是拔剑自刎。马陵之战后，魏国实力被严重削弱，沦为二流国家。