齐军先是派出小股部队去攻打战略要地平陵，用故意失败的办法麻痹敌人；然后以主力直攻魏都大梁，大梁告急；待庞涓急匆匆地从邯郸回师，行至半路的桂陵时，埋伏起来的齐军施以突袭，结果魏军大败。

“围魏救赵”战役的胜利，使魏国的霸业受到了初次打击。

魏惠王二十八年(前342年)，魏国大举攻韩。韩昭侯也派人向齐国求援，齐威王应允，不过孙膑却建议齐王出兵不可过晚，更不可过早。正当韩国被魏国打得精疲力竭之时，齐军在田忌、孙膑的率领下故技重施，仍直奔大梁以伐魏救韩。

魏惠王大怒，不得不抽兵回援；接着，他又派出太子申率10万大军攻齐，并仍旧调庞涓为将，以助太子。

为了麻痹敌人，孙膑用减灶的方法诱骗魏军一路大胆深入，并最终将魏军吸引到了狭窄的马陵道。这天傍晚时分，当魏军赶至马陵时，埋伏的齐军突然杀出，结果魏军大乱，再次被齐军打得大败。最后，庞涓自刎而死，魏太子也被齐军俘虏。

马陵之战又是齐国大胜，魏军也因此再次受到了重创。

通过两次大规模的较量，齐国不仅打败了魏国这个昔日的霸主，更让自己的实力和地位得到了大幅提升。魏国因连年与齐、秦及诸侯国争战，国内已被战争消耗空虚，兵源也严重不足。庞涓死后，魏国彻底衰落，以至于魏惠王感叹“东败于齐，西丧秦地700余里，南辱于楚”。自马陵之战后，魏国又连遭秦国、楚国攻伐，势力日见衰弱，称霸气势也日渐消散，开始降为二流强国。而齐国则势力更强，终于取代魏国而成为了东方第一强国。