齐威王派田忌营救赵国。当初，孙膑与庞涓一同学习兵法。庞涓在魏国当上将军，自知能力比不过孙膑，就想办法把孙膑叫到魏国。孙膑到达魏国之后，庞涓又设计用魏国法令砍断孙膑的双脚，又在他脸上刺字，想让他终身都成为一个废人。齐国派使者出访魏国时，孙膑以受过刑的囚犯的身份偷偷求见，说服了齐国使者。齐国使者偷偷用车将孙膑载到齐国。田忌待孙膑十分友善，以宾客的礼节对待他，又把他举荐给齐威王。齐威王问孙膑一些与兵法有关的事情，立刻决定拜孙膑为军师。当齐威王计划营救赵国的时候，任命孙膑为将领，孙膑觉得自己是受过刑的人，推辞不接受。于是便让田忌为将领，孙膑为军师，坐在辎车当中为战争出谋划策。
田忌打算率兵前往赵国。孙膑说：“想要解除两方的纷争，不能用拳脚的方式把他们分开，更不能揪住任何一方帮另一方打他。而是应该乘虚而入，令双方受到局势的限制，纠纷自然就解除了。如今梁国与赵国交战，精锐部队一定都在前方打仗，老弱残兵留在国内。您不如率兵快速赶到魏国都城，占据交通要道，攻打他们虚弱的地方，魏国一定会放弃攻打赵国回国自救。到时候我们就解除了赵国被围的困境，又给魏国以打击。”田忌按照孙膑的计划行事。十月，赵国邯郸向魏国投降。魏国军队返回途中，与齐国军队在桂陵交战，魏国军队大败。