关于是否救援赵国，齐国有两种声音，一种以邹忌为首的反对救援，另一种以段干朋为首的救援赵国。最终齐威王采用段干朋的计谋，救援赵国。齐威王以孙膑为军师，田忌为将，率军击魏救赵。
马陵之战，庞涓拔剑自刎
公元前342年，魏将穰疵在和霍击退韩将孔夜的军队，韩昭侯向齐国求救。齐威王采用田忌的建议，让孙膑为军事，田忌、田肦为主将，田婴为副将，援助韩国。孙膑依然袭击魏国首都大梁，庞涓得知消息后，急忙从韩国撤军返回魏国。
孙膑采用诱敌深入战术，《史记》记载："使齐军入魏地为十万灶，明日为五万灶，又明日为三万灶。"庞涓认为齐军胆怯，日夜兼程追击齐军，来到马陵的时候，道路狭窄，两旁又是峻隘险阻。
孙膑让埋伏的齐军万箭齐发，结果魏军大乱。庞涓自己认为败局已定，于是拔剑自刎。马陵之战，魏国死亡十万人，俘虏魏国主将太子申，魏国也失去了霸主的地位。孙膑报复庞涓，一是逼其自刎，二是讨伐魏国，三是让庞涓在后世饱经嫉贤妒能，心术不正的批判。
