禽滑看到孙膑佯装疯癫，便没有与他交谈。半夜，禽滑偷偷前去探望孙膑。只见孙膑背靠井栏而坐，看到禽滑，只是睁大眼睛，没有说话。禽滑流着泪说：“孙先生，您竟困窘到这般地步！我是墨子的弟子禽滑。我的老师把您的冤屈告诉了齐王，齐王对您十分倾慕。淳于公此次前来，并非只为进贡茶叶，实际上是想带您回齐国，为您报被砍去双脚的仇！” 孙膑听后，泪如雨下，过了许久才说：“我本以为会死在沟渠之中，没想到今天还有这样的机会。但庞涓生性多疑，恐怕不好带离，这可如何是好？” 禽滑说：“我已经定下了计策，孙先生不必过于忧虑，等有了出发的日期，我便来迎接您。” 两人约定就在此处相会，孙膑千万不要随意离开。
第二天，魏王设宴款待淳于髡。魏王知道淳于髡是善于辩论的人，便赠送了他丰厚的金帛。淳于髡辞别魏王，准备启程。庞涓又在长亭设酒为他饯行。
禽滑在前一天夜里，就用温车藏好了孙膑，然后让仆人王义穿上孙膑的衣服，披头散发，用泥土涂满脸部，装扮成孙膑的模样。地方上已经将此事上报，庞涓因此没有起疑。
淳于髡出了长亭，与庞涓欢饮后告别。他先让禽滑驾车快速前行，自己在后面押阵。过了几天，王义也成功脱身赶来。地方上的人只看到地上扔着肮脏的衣服，却不见孙膑的踪影，立刻报告给庞涓。庞涓怀疑孙膑投井自尽了，派人打捞尸体，却一无所获。他四处打听，也毫无消息。庞涓担心魏王责备，便告诫左右，只说孙膑失足溺死，上报给了魏王，也没有怀疑孙膑去了齐国。
再说淳于髡载着孙膑离开了魏国国境，才让孙膑沐浴更衣。进入临淄后，田忌亲自到十里之外迎接。田忌向齐威王禀报了此事，齐威王让孙膑乘坐蒲车入朝。齐威王向孙膑请教兵法，当即想要封他官职。孙膑推辞说：“我还没有立下一点功劳，不敢接受爵位。庞涓要是听说我在齐国被任用，又会心生嫉妒，挑起事端。不如暂且隐瞒此事，等有需要我的地方，我再效力，您看如何？” 齐威王听从了他的建议，让孙膑住在田忌家中，田忌将他尊为上宾。
孙膑想和禽滑一起去感谢墨翟，可墨翟师徒二人已经不辞而别了。孙膑不禁叹息不已。后来，孙膑又派人去打听孙平、孙卓的消息，却毫无音信，这才知道是庞涓设的骗局。
齐威王闲暇时，常常与宗族的公子们赛马赌胜，以此为乐。田忌的马比不上其他人的马，多次输钱。一天，田忌带着孙膑一同到赛马场观看比赛。孙膑见马匹的脚力相差不大，但田忌的马在三场比赛中都输了，便私下对田忌说：“您明天再赛马，我能让您必定获胜。” 田忌说：“先生果真能让我获胜，我就向大王请求，用千金作为赌注。” 孙膑说：“您只管去请求。”
田忌向齐威王请求道：“我赛马屡次输钱。明天我愿倾尽家财，一决输赢，每场赌注为千金。” 齐威王笑着答应了。
这一天，公子们都精心装饰了车马，齐聚赛场，百姓前来围观的有数千人。田忌问孙膑：“先生必胜的方法是什么呢？千金一场的赌注，可不能开玩笑！” 孙膑说：“齐国的好马，都集中在大王的马厩里，您想按马的等级依次与他们比赛，很难取胜。不过，我有办法让您赢。比赛分为上、中、下三场。您用下等马去对付他们的上等马，用上等马去对付他们的中等马，用中等马去对付他们的下等马；这样，您虽然会输一场，但必定能赢两场。” 田忌说：“妙啊！” 于是用金鞍锦鞯装饰他的下等马，伪装成上等马，先与齐威王赌第一场。两匹马的脚力相差甚远，田忌又输了千金。齐威王大笑，田忌说：“还有两场，要是我全输了，您再笑话我也不迟。” 等到第二场和第三场，田忌的马果然都赢了，赢得了许多财物和千金。
田忌上奏说：“今天能获胜，并非我的马有多么厉害，而是孙膑先生教我的方法。” 接着，他讲述了其中的缘故。齐威王感叹道：“就从这小事，便能看出孙先生的智慧！” 从此，齐威王对孙膑更加敬重，赏赐无数，这是后话。
再说魏惠王废掉孙膑后，责令庞涓去收复中山之地。庞涓上奏说：“中山离魏国远，离赵国近，与其去远处争夺，不如就近割取土地。我请求为大王直接攻打邯郸，以报中山被占之仇。” 魏惠王同意了。
庞涓于是率领五百辆战车讨伐赵国，包围了邯郸。邯郸的守臣赵选，连战连败，上表向赵成侯求救。赵成侯派人用中山之地贿赂齐国，请求齐国救援。齐威王早已知道孙膑的才能，想要拜他为大将。孙膑推辞说：“我是受过刑罚的人，如果让我带兵，会显得齐国没有其他人才，被敌人笑话。请让田忌为将吧。” 齐威王便任用田忌为将，孙膑为军师，孙膑常常坐在辎车之中，暗中出谋划策，不显露自己的名声。
田忌想要带兵去救援邯郸，孙膑阻止他说：“赵国的将领不是庞涓的对手，等我们赶到邯郸，邯郸城恐怕已经被攻破了。不如在半道上驻军，扬言要攻打襄陵，庞涓必定会回师救援，等他回来时再攻击他，没有不胜的道理。” 田忌采用了他的计谋。
当时，邯郸迟迟等不到救援，赵选只好献城投降庞涓。庞涓派人向魏王报捷。他正准备继续进兵，忽然听说齐国派田忌乘虚攻打襄陵。庞涓大惊道：“襄陵要是有失，安邑就会震动，我必须回去救援根本之地。” 于是下令班师回朝。
在离桂陵二十里的地方，魏军就遇到了齐军。原来，孙膑早已打听得知魏兵到来，提前做好了准备。他先派牙将袁达，率领三千人截住魏军去路，向他们挑战。庞涓的族子庞葱率领前队先到，迎战袁达。双方交战了二十多个回合，袁达假装战败逃走。庞葱担心有诈，不敢追赶，便回来向庞涓禀报。庞涓斥责道：“连一个偏将都擒不住，还怎么擒获田忌？” 于是亲自率领大军追击。
快要追到桂陵时，只见前面齐兵排成阵势。庞涓乘车观看，正是孙膑刚到魏国时摆的 “颠倒八门阵”。庞涓心中起疑，心想：“田忌怎么也懂得这个阵法？难道孙膑已经回到齐国了？” 当下也布好队列。
只见齐军中打出大将田忌的旗号，推出一辆战车，田忌全身披挂，手持画戟，站在车中。田婴手持长戈，站在车右。田忌高声喊道：“魏国能打仗的将领，上前来说话。” 庞涓亲自驾车而出，对田忌说：“齐国和魏国一向交好，魏国和赵国有仇，这与齐国何干？将军放弃友好，挑起仇怨，实在是失策！” 田忌说：“赵国把中山之地献给我的主公，我的主公命令我带兵救援。如果魏国也割让几座城池给我，我马上退兵。” 庞涓大怒道：“你有什么本事，敢和我对阵？” 田忌说：“你既然有本事，能认出我摆的阵吗？” 庞涓说：“这是‘颠倒八门阵’，我从鬼谷子那里学来的，你从哪里偷学了一点，反而来问我？我国中三岁的孩童，都能认得！” 田忌说：“你既然能认出来，敢攻打这个阵吗？” 庞涓心里犹豫了一下，要是说不敢打，就太丢志气了，于是厉声回答道：“既然能认出来，怎么不敢打！”
庞涓吩咐庞英、庞葱、庞茅说：“记得孙膑曾经讲过这个阵，我略知攻打之法。但这个阵能变成长蛇阵，攻击头部，尾部就会响应；攻击尾部，头部就会响应；攻击中部，首尾都会响应，进攻的人往往会被困住。我现在去攻打这个阵，你们三人各领一军，只要看到这个阵一变，三队人马就一起进攻，让他们首尾不能相顾，这样就能攻破这个阵了。”
庞涓吩咐完毕，亲自率领五千精锐士兵，上前攻打阵法。刚进入阵中，只见八方旗帜颜色纷纷变换，他根本认不出哪一门是休、生、伤、杜、景、死、惊、开。庞涓在阵中东冲西撞，只见四周戈甲如林，根本找不到出路。只听到金鼓齐鸣，四下里喊声震天，突然出现的旗帜上，都有 “孙” 字，原来是军师孙膑的旗号。庞涓大惊道：“被砍去双脚的孙膑果然在齐国，我中了他的计了！”
正在危急时刻，庞英、庞葱两路兵马杀了进来，好不容易救出了庞涓，可那五千精锐士兵，一个也没剩下。询问庞茅的情况，才知道他已经被田婴杀死，魏军总共损失了两万多人。庞涓十分伤感。
原来，八卦阵本是按照八方布置，加上中央戊己，一共是九队车马，形状呈正方形。等到庞涓进来攻打时，孙膑抽去首尾两队人马作为两角，用来遏制外面的救援，只留下七队车马，变为圆形阵势，因此庞涓才会迷失方向。后来唐朝的卫国公李靖，就是根据这个圆形阵势，演化出了六花阵。有诗为证：
八阵中藏不测机，传来鬼谷少人知，
庞涓只晓长蛇势，那识方圆变化奇？
如今堂邑县东南有个地方叫古战场，就是昔日孙膑和庞涓交战的地方。
庞涓知道孙膑在齐军中，心中害怕，便和庞英、庞葱商议，放弃营地逃走，连夜回到了魏国。田忌和孙膑探知魏军营地已空，便奏凯回齐。（这是周显王十七年发生的事。）魏惠王认为庞涓有夺取邯郸的功劳，虽然在桂陵吃了败仗，但功过相抵。齐威王从此宠信田忌和孙膑，将兵权全部交给他们。
驺忌担心他们将来取代自己成为相国，便暗中与门客公孙阅商量，想要夺走田忌和孙膑的恩宠。恰好庞涓派人用千金贿赂驺忌，想要赶走孙膑。驺忌正中下怀，于是让公孙阅假扮成田忌的家人，拿着十金，在五更天去敲占卜者的门，说：“我奉田忌将军之命，前来求卦。” 卦成后，占卜者问：“这卦是问什么事的？” 公孙阅说：“我的将军，是田氏宗族之人，手握兵权，威震邻国。如今想要谋划大事，麻烦您为他推断一下吉凶。” 占卜者大惊道：“这可是悖逆之事，我不敢参与！” 公孙阅叮嘱道：“先生即便不肯推断，也请千万不要泄露！”
公孙阅刚出门，驺忌派的人就到了，把占卜者抓了起来，说他为叛臣田忌占卦。占卜者说：“虽然有人来过小店，但我实际上并没有为他占卦。” 驺忌于是入朝，把田忌占卦的事情告诉了齐威王，还拉来占卜者作证。齐威王果然起了疑心，每天派人监视田忌的一举一动。田忌得知此事后，便称病辞去了兵权，以消除齐王的疑虑。孙膑也辞去了军师的职务。
第二年，齐威王去世，他的儿子辟疆即位，这就是齐宣王。齐宣王向来知道田忌的冤屈，也了解孙膑的才能，便把他们都召回，恢复了原来的职位。
再说庞涓起初听说齐国辞退了田忌和孙膑，不再任用他们，十分高兴，说：“如今我终于可以横行天下了！” 当时，韩昭侯灭掉郑国，并将都城迁到那里。赵国的相国肥义前往韩国祝贺，趁机请求一起出兵攻打魏国，约定灭掉魏国后，共同瓜分魏国的土地。韩昭侯答应了，只是回复说：“碰巧遇到荒年，等到来年再出兵讨伐。”
庞涓得知这个消息后，对魏惠王说：“听说韩国打算帮助赵国攻打魏国，现在趁他们还没有联合起来，我们应该先攻打韩国，挫败他们的阴谋。” 魏惠王同意了。于是，魏国派太子申为上将军，庞涓为大将，出动全国兵力，向韩国进发。不知这场战争胜负如何，且看下回分解。