邯郸被围的第二年，赵国派使臣向齐国和楚国求援。齐威王得知消息之后召集大臣商议此事，齐国庙堂呈现出截然相反的两派。
一派主张出兵援助，一派主张按兵不动。
齐威王斟酌再三，最终决定出兵援助赵国。不过此次出征要把握好时机，既可以帮助赵国解围，又能够消耗赵国跟魏国国力。
齐威王封田忌为主将，孙膑为军师，率领八万齐军前去支援赵国。兵出齐国之时孙膑向田忌建议，齐军距离邯郸甚远，长途奔袭空防生变。倒不如来一个以逸待劳，只要能帮赵国解围，打哪儿不都一样么。
孙膑的主意很简单，去邯郸是为了帮他解围，那为何不直接去打大梁呢。魏国想要围着邯郸耗死赵国，可如今他魏国精锐全在邯郸，国内空虚不正是偷袭的最佳时机么。
田忌一听高兴坏了，若不是孙膑提醒他还真没想到这一点。随即调转方向直奔魏国都城大梁，事实胆敢跟孙膑预料的一样。魏国大军远在邯郸，大梁城守军均为老弱残兵。齐军精锐不出三日便已将大梁团团围住。
围住大梁当然不是主要目的，主要目的是帮赵国解围。魏王被突如其来的变故吓傻了，马上命人前去召回庞涓。一次不听两次不听，庞涓只想要跟赵国速战速决。只要再给他几天时间，他一定能够攻进邯郸活禽赵王。
只可惜魏王根本不给他这个机会，魏王第三次派人前去通知庞涓。如果他再不回援大梁的话，魏王就即可下令免去他的职务。
庞涓逼不得已，不得不率领主力返回大梁。但是他终未料到，孙膑早已设下埋伏。只等魏军主力回援，一举将魏军主力全歼在桂陵。
这一战不仅让孙膑名声大噪，而是给重创了魏国。围魏救赵让孙膑崭露头角，桂陵之战让所有人重新认识齐国。