公元前354年，魏国大庞涓率8万精兵进攻赵国，包围了赵国都城河北邯郸。赵国苦战了一年，眼看就要撑不住了，急忙向盟国齐国求救。于是，齐威王命田忌为主将，孙膑为军师，率兵8万去救赵国。
田忌采纳了孙膑“围魏救赵”的战法，挥师直逼魏国军事重镇山东定陶的平陵。刚开始，孙膑攻打平陵的行动并不坚决，直到庞涓占领邯郸，损兵折将急需休整时，孙膑才指挥齐军直捣魏国首都河南省开封市西北的大梁，逼得魏惠王十万火急命令庞涓统兵回救。庞涓接令后，不得不放弃邯郸，抛弃辎重，昼夜兼程回师。孙膑判断庞涓部队必经河南长垣西北的桂陵，立即率齐军主力北上，在桂陵设下埋伏。当魏军经长途跋涉行至桂陵时，以逸待劳的齐军突然出击，大败魏军，庞涓只身逃回魏国。
孙膑和田忌屡战屡胜，引起了时任齐国丞相邹忌的嫉妒。邹忌是古代著名的美男子，但是却心胸狭窄，他觉得自己的官位受到田忌和孙膑的威胁，所以设计除此二人。
齐威王本来就对田忌手握重兵心有疑惧，听了邹忌的话，遂相信田忌有谋反的意图。于是齐威王遣使召令率兵在外的田忌回山东临淄，准备在那审问田忌。
田忌在孙膑最艰难的时候曾助其一臂之力，而且长期以来，二人合作得非常好，孙膑实在不忍田忌自投罗网，就提醒田忌说，齐王一定听信了邹忌的诬陷，千万不要自己贸然回临淄。情急之下，他建议田忌率军回临淄“清君侧”，驱逐邹忌。
田忌对孙膑早已佩服得五体投地，对他言听计从。他依孙膑之言，率兵攻打临淄。但邹忌也不是等闲之辈，早已作好了守城准备，田忌攻城不胜，眼见各地救援的部队纷纷赶来，也只好弃军逃亡到了湖北的楚国。
12年后的公元前342年，重整旗鼓的庞涓又带领10万大军，气势汹汹地进攻河南的韩国。韩国向齐国求救。齐威王采纳孙膑的计策，再次派孙膑领兵攻打魏国的都城大梁。当庞涓日夜兼程赶回魏国，想与孙膑主力决一雌雄时，孙膑避其锋芒，用增兵减灶的办法诱敌深入。庞涓挥师紧紧追赶不放。头一天，见齐军营地有10万人的饭灶；第二天，还剩5万人的灶；到第三天，只剩3万人的灶了。庞涓以为齐军胆小怯战，下令集中骑兵轻装前进，追歼齐军。
孙膑在山东省莘县马陵道设下伏兵，他传令：就地伐树，将小路堵塞；另挑选路旁的一棵大树，刮去一段树皮，在树干上面写道：“庞涓死于此树之下！”几个大字。傍晚，庞涓率领的魏军骑兵果真来到马陵道。听说前面的道路被树木塔塞，庞涓忙上前察看。朦胧间他见路旁有一大树，白茬上隐约有字，遂命人点起火把。当庞涓看清树上的那一行字时，大吃一惊，知道中了孙膑的计谋。他急令魏军后退，但为时已晚。埋伏在山林中的齐军，万箭齐发，猝不及防的魏军死伤无数。庞涓身负重伤，拔出佩剑自杀了。孙膑此役不但报了刖刑旧仇，而且名声大振。
孙膑是田忌赛马的策划者，他用自己的谋略为当时的齐国大田忌赢得了三场赛马中的两场，并最终赢得了齐王的赏识。
孙膑和师兄庞涓都是师从鬼谷子，不过比起庞涓，孙膑要正直好学的多，在庞涓接受魏国的重金招贤后，孙膑还在跟随师父鬼谷子潜心学习兵法，所以，孙膑的兵法造诣是在师兄庞涓之上的，孙膑在魏国受到庞涓的陷害，被囚下狱，还被剜去双足，脸面刻字，身心受创，他自强不息，身残志坚，逃出魏国，投到齐国大田忌的门下。
当时的齐国贵族们喜欢聚众赛马，他们把自己的马分为三类，上等马，中等马，下等马，所有参赛者都按上等马比一场，中等马比一场，下等马比一场，以三局两胜制定输赢，然后再出资下注，这个娱乐活动非常受贵族们的欢迎，就连当时的齐国国主齐威王也爱好此道。
一次赛马时，田忌带上了孙膑，孙膑在观察到赛马的规则后，另辟蹊径，让田忌打破常规，不用同等级的马比试，而是用下等马比他们的上等马，用自己的中等马比他们的下等马，用自己的上等马比他们的中等马，这样下来，一输两赢，还是赢得最后的下注，这样的赛马策略引起了轰动，这也是孙膑军事思想的体现，为顾全大局，可以有小的牺牲，只要最终结果保全了。这次赛马的成功也让田忌把孙膑推荐给了齐威王，孙膑得以受到齐王的重用
经此一战，孙膑声名鹊起，孙膑兵法受到世人推崇，当时的人们皆传习他的兵法。
孙膑和庞涓一起师从鬼谷子学习兵法。庞涓自认为学得差不多了，就要求下山求取功名。临走之时，向孙膑表示，一旦得到重用，就请孙膑共享荣华。孙膑留在老师身边继续学习，鬼谷子见他为人质朴，学习刻苦，就把私藏的《孙子兵法》全部传授给他。
庞涓在山西魏国受到重用后，并没有实现邀请孙膑下山的诺言。后来魏惠王听说庞涓的同学孙膑很有才能，就让庞涓写信邀请，庞涓只得照办。
孙宾接到庞涓的信后，高兴地拜别师父来到魏国。庞涓发现孙膑兵法比他知道得多，一股嫉妒之心油然而生，于是就设计陷害孙膑。魏王听信了庞涓的谗言，要处死孙膑。庞涓为了骗出孙膑所学的兵法，假装向魏王求情，把死刑变成刖刑，就是砍去孙膑的双脚，使他成为残废人。
庞涓把孙膑关押在一个秘密的地方，向孙膑大献殷勤，乘机向孙膑索取《孙子兵法》。孙膑不知道这一切都是庞涓的奸计，还把他当成知己同学，孙膑为了报答庞涓求情饶他不死的恩情，答应背诵下来写在木简上。
孙膑每天都忍痛拼命抄写。引起庞涓派来侍奉他的童仆的同情，便将真情告诉了孙膑。孙膑恍然大悟，他把刚写成的几篇兵书毁掉了，并很快想出了一条脱身的计谋。他开始装疯。不停地大哭大笑，做出各种傻相。庞涓怀疑他装疯卖傻，叫人把他扔进厕所的粪坑中，孙膑就抓厕所里的粪便吃。庞涓又让人献上酒肉，孙膑就把这些食物打翻在地，并骂不绝口，说：“你们想毒死我呀！”庞涓相信孙膑是真疯了。
后来，齐威王派辩士淳于髡到魏国去聘问魏惠王，设法找到孙膑，把他用车秘密地运回齐国。
孙膑的同门师兄庞涓，他和孙膑都是奇人鬼谷子的徒弟，为人却没有孙膑正直良善，庞涓心胸狭隘，嫉妒贤能，在得知孙膑也被魏王重金礼聘时，深感威胁，而在魏王有心考验二人才能，想在二人中比个高下时，自知才能在孙膑之下的庞涓，杀心渐起，他设计陷害孙膑私通齐国，这让视齐国为眼中钉的魏王怒不可竭，孙膑被捕下狱，而经过庞涓的再次谗言，孙膑被处以膑刑，双足残废，脸面刻字，一生带着耻辱活着。
庞涓就是这样打击孙膑，让他一辈子活在身心重创的阴影下，不能让拥有兵家绝学的孙膑在这个春秋乱世里成为自己的有力竞争者，可是他小看孙膑了，他没有被磨难打倒，用计逃出了魏国，被引荐给了齐国的大田忌，在孙膑帮田忌赢得赛马后，又被田忌给推荐给了齐王，齐王很欣赏孙膑的兵家学说，不仅让他当自己的老师，还让他随田忌出征为国，这给了孙膑报仇雪恨的机会，在桂陵一战中，他大败庞涓率领的魏军，并设计在马陵道让庞涓死于万箭穿心。这个励志故事，教育了多少身残志坚的后世之人。
孙膑到齐国后，很快就结识了齐国的大田忌。那时侯，田忌经常和齐威王赛马。他们把各自的马分成上，中，下三等。比赛的时候，由于齐威王每个等级的马都比田忌的马强得多，所以比赛了几次，田忌总是输。孙膑就给田忌出主意说：“我有办法能让你赢了齐威王。”于是田忌和齐威王以一千两黄金为赌注，又开始了新的一场比赛。孙膑调整了三个等级的马的比赛顺序，第一局先以田忌的下等马对齐威王的上等马，田忌肯定是输了。但是第二局，田忌的上等马对齐威王的中等马，田忌获胜了。第三局田忌的中等马对齐威王的下等马，又战胜了这一局，比赛的结果是三局两胜，田忌终于赢了齐威王。齐威王好奇地问田忌计出何人？田忌就借此机会向齐威王推荐了孙膑。齐威王在听了孙膑的兵法论述后，非常欣赏他的才能，任命孙膑为齐国的军师，孙膑也就由此开始了他的辉煌军事生涯。
孙膑的先祖原姓陈，是陈国人，在齐为官时因伐莒国立功，被当时的齐国君赐予孙姓，分封在乐安。后世子孙孙武为避开齐国的内乱出逃到吴国，孙武就是助吴练兵伐楚之后又隐退著书的兵圣孙子。孙武之后再★★传数代乃有孙膑，孙膑是孙武的后代，两人皆是兵家杰出代表。
孙膑出身于山东阳谷一带，年少之时与庞涓一同师从鬼谷子，下山之后在魏国被庞涓所害，遭受了膑刑致使双腿残疾，靠着装疯侥幸逃得一命，之后在齐国使者的帮助下成功逃到齐国。
孙膑至齐，被齐威王拜为军师，辅佐训练齐军。
公元前354年，赵国都城邯郸被魏军包围，赵国向齐国求救，齐威王命田忌领兵救赵，孙膑为军师一同随军前往。孙膑向田忌献策，率齐军直驱魏国首都大梁，围赵魏军不战自退，这就是历史有名的典故“围魏救赵”。田忌依计行事，果然在桂陵以逸待劳大败魏军，还俘虏了魏军大将庞涓。
公元前342年，齐国与魏国再度开战，田忌用孙膑“减灶”计策，引庞涓轻骑追赶，在马陵埋伏魏军，庞涓身死，魏军再败。经此二战，齐国声威大震，得以称霸中原以东，有成就霸业之象。
孙膑因出色的军事才能，被后世王朝立庙供奉，享受香火朝拜。孙膑著有《孙膑兵法》，是后代兵家必读之经典。
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