拥有权力后，孙膑一直在寻找报仇的机会。虽然他也曾与庞涓打过几次仗，但却没有给庞涓造成毁灭性的打击。直到马陵之战的发生，才终于得报大仇。
公元前342年，魏国攻打韩国，韩昭侯派使者向齐国求救。于是，齐威王派田忌、田朌为主将，田婴为副将，孙膑为军师，率军援助韩国。孙膑采用在桂陵之战使用过的围魏救赵之计，率军突袭魏国首都大梁。面对眼下困局，庞涓急忙从韩国撤军，并率军返回魏国。
见庞涓被自己逼回，孙膑随即巧用诱敌深入的战术及减灶之法，成功引诱魏军进入早已埋伏了上万名弓弩手的埋伏圈。庞涓果然中计，等他看到树上大字时，却只见树上写着："庞涓死于此树之下"。自知生还无望的庞涓唯有拔剑自刎，临死前不甘说道："遂成竖子之名！
