孙膑逃走后不久，庞涓又兴兵进攻赵国，打败了赵国军队，并围住赵国的都城邯郸。危急之时，赵国派人到齐国来求救。
齐王想拜孙膑为主将，孙膑坚决推辞。于是命田忌为将，而孙膑不公开身份，只在暗中协助田忌，为他出谋划策。田忌按照孙膑的计划行事，没有长途奔波去解赵国之围，而是直接就近去攻打魏国的襄陵，在庞涓率部回救中途，正疲惫不堪时，大胜魏军，使之死伤两万余人。这就是历史上非常有名的“围魏救赵”。
庞涓又统兵功打韩国，韩国弱小，只能派人到齐国求救。齐国军队按照孙膑的谋划，故意等到韩魏已经打了一段时间后，敌劳我逸之时，直袭魏国首都大梁。
庞涓得到消息暴跳如雷，发誓要与齐军决一死战，气冲冲率领部队赶回来迎战齐军。
庞涓赶到魏国，却发现齐军已经撤离了，便拼命追击。追击之前，他先派人去数齐军营垒中的锅灶痕迹，结果竟有十万之多，心下吃惊：“齐军人多，不可轻敌！”追了一天之后，再数齐军遗下的灶迹，只剩五万了。庞涓大喜，这说明齐兵厌战，又在异国作战，如今一定是已经逃亡过半了！到了第三天再数，齐军只有三万个灶了。庞涓再也抑制不住冲动，下令不顾一切活捉孙膑，自己更是披甲执戈，亲自率领二万轻骑，日夜兼程追击齐军。