二十七年，齐威王以田忌为主将，田婴、田盼为副将，孙膑为军师，运用“围魏救赵”战法，率军直趋魏都大梁(今河南开封)，诱使魏军回救，以解韩围。魏军果然撤回大梁，并以太子申为上将军，庞涓为将，率兵10万东出外黄(今河南兰考东南)，迎击齐军。孙膑认为，魏军悍勇，不可贸然决战，只可利用魏军向来轻视齐军和庞涓求胜心切的弱点来打败敌军。
当庞涓日夜兼程赶回魏国本土，传令抓住齐军主力，与其决一雌雄。不料，齐军不肯交战，稍一接触即向东退去。庞涓挥师紧紧追赶不放。头一天，见齐军营地有10万人的饭灶；第二天，还剩5万人的灶；到第三天，只剩3万人的灶了。庞涓见状高兴得意地说道：“我早知道齐国的士兵都是胆小鬼，如今不到三天就逃跑了大半！”于是，传下将令：留下步兵和笨重物资，集中骑兵轻装前进，追歼齐军。
孙膑得知庞涓轻骑追击的探报，高兴地对众人说：“庞涓的末日到了！”这时，齐军正好来到一个叫马陵的地方。马陵处于两座高山之间，树多林密，山势险要，中间只有一条狭窄的小路可走，是一个伏击歼敌的好战场。孙膑传令：就地伐树，将小路堵塞；另挑选路旁的一棵大树，刮去一段树皮，在树干上面写道：“庞涓死于此树之下！”几个大字。