第二步，直捣大梁，出其不意。
庞涓竭尽全力攻下了邯郸，已经师老兵疲，需要休整部队。这时，战略格局也发生了对魏军不利的重大变化，西方强国秦国的军队趁机攻占了魏国的少梁（今陕西韩城县南），南方的楚国也北上攻占魏国的睢水附近地区（今湖北沮水一带），齐、宋、卫联军仍继续围攻平陵。孙膑认为与魏军决战的时机业已成熟，他立即请田忌派一部分轻车锐卒冒充主力，迅速向魏都大梁（今河南开封）城郊挺进，做出攻取大梁的姿态。大梁是魏国的政治、经济、军事中心，其安危关系到魏国的存亡。尤其是大梁地处平原，无险可守，只能“以兵为险”，靠强大的军队保障国都的安全。但这时魏军主力全在邯郸城下，国内空虚。所以，面对齐军突然猛烈的攻击，魏惠王惊慌失措，不得不十万火急令庞涓回师。其实，直捣大梁并不是齐军的真实战略意图，而是虚张声势，用“攻其必救”的办法，再度调动魏军，继续疲敌，从而牢牢掌握战场主动权，迫其就范。
庞涓费了九牛二虎之力刚刚攻下邯郸，正在得意忘形之际，忽然得到国都大梁危在旦夕的消息，接着，又接到魏惠王让他火速回师解大梁之围的命令，他只好不顾久战疲劳，以少数兵力控制刚刚攻下的邯郸，亲率主力星夜兼程驰援国都。他确实以为，齐军的目的在于攻大梁，而且攻打大梁的就是齐军主力。孙膑指挥齐军直捣大梁这一精彩之笔，大胆、果断、出其不意，使整个战局出现了急剧的变化。
第三步，桂陵设伏，聚歼魏军。
就在庞涓率军要赶回大梁教训齐军主力时，田忌和孙膑已率齐军主力从-城秘密开进，在魏军回师的必经之路上，选好了一个绝佳的伏击战场——桂陵。
桂陵地处鲁西南丘陵地带，当地古树参天，灌木葱茏，其间有一条长约十里的狭窄山涧，蜿蜒曲折，车马不得并行，大军置身其间，犹如被装进了一个口袋，根本难以展开。孙膑在率领齐军到达桂陵后，立即占据有利地形，部署军队，分配任务，派瞭望哨，封锁消息，并派军切断了魏军的退路，只等魏军往口袋里钻。
庞涓率军刚刚渡河到了桂陵，就进入了齐军的伏击圈。魏军由于长期攻赵，兵力消耗较大，加之轻装兼程，给养不足，遭到以逸待劳、士气旺盛的齐军截击后，立即陷入了被动挨打的境地，溃不成军。庞涓本想困兽犹斗，指挥大军突围，但当他发现齐军的指挥官原来就是曾被自己施以膑刑，并被认为已经精神失常的孙膑时，心理防线一下子就垮了，哪里还敢恋战，所以只顾仓皇而逃。最后，他勉强收拾残部，退回大梁。魏军攻占的赵国国都邯郸，也得而复失。经此一役，魏国实力严重削弱，齐、魏在东方形成战略均势，平分了东方霸权。
在实施“围魏救赵”战略方针的过程中，孙膑作为齐军事实上的总指挥，在指挥艺术上出神入化。他先指挥齐军南攻平陵，平陵未能攻下，齐军还受到一定损失，孙膑又派“轻车西驰梁郊，以怒其气”，庞涓果然信以为真，弃其辎重连夜赶来。接着孙膑设伏桂陵，攻其无备。真是一计接着一计，一环紧扣一环，从而牵着敌人的鼻子走，变不利为有利，变均势为优势，争得了战争的主动权，最后水到渠成地歼灭了敌人的有生力量。因此，桂陵之战被作为中国战争史上以弱胜强的经典战例而载入史册。自孙膑创造性地使用“围魏救赵”战法以来，这一战法一直为历代军事家所推崇，成为他们用兵作战的重要指导原则和克敌制胜的重要谋略。
（三）烽烟又起
魏惠王本来计划吞并赵、韩两国后再收拾齐国，最终实现号令天下的目标。但没想到齐国会横插一脚，使魏国攻赵的行动功败垂成，结果不仅未将赵国灭掉，反而使自己的争霸事业受挫。他痛定思痛，更加认识到齐国是魏国霸主地位的最大威胁，决心有朝一日一定彻底消灭齐国。为此，桂陵之战后，魏惠王也接受了一些教训，重新重视魏、韩、赵联盟在魏国争霸事业中的战略地位，并加紧修复与韩、赵两国的关系，以共同对付其他各国，扭转在战略上的被动局面。
经过十年的努力，魏国的元气渐渐恢复，军事实力更加强大，魏国在韩国军队的配合下，打了不少胜仗，收复了少梁，击退了楚军；在西方，也多次击败秦军，遏制住了秦国的东进势头，使魏国西部边境得以安定。周边各国鉴于魏国国力强盛，谁也不愿得罪魏国。魏惠王环顾天下，认为谁也不是魏国的对手，于是野心再度膨胀，又做起了独霸中原的美梦。魏惠王无视严峻的列国形势，派魏军四面出击，向周边各国发动了咄咄逼人的攻势。
为了树立自己的威信，魏惠王决定先向那些心存不服的诸侯国开刀，杀一儆百，树立自己的威信。对于魏惠王经常以一副君临天下的盟主姿态发号施令，魏国的盟国韩国、赵国早有不满，这次魏惠王又公然称“王”，韩、赵两国更是首先表示反对。
魏惠王早就制定了挟持韩、赵以抗齐、楚的战略方针，称“王”后，更迫不及待地要实施既定的东进战略，但韩、赵两国如此不配合，使他十分愤怒。想到前几年自己召集逢泽之会时，也是盟国韩国率先抵制，使他丢尽了面子。于是，骄横的魏惠王立即命令大将庞涓率军攻打韩国。庞涓自桂陵大败后，差点丢了官职，好在魏惠王念他攻取邯郸有功，依然信任他，任他为将军。这次魏惠王任命庞涓出兵攻韩，庞涓认为，魏国的宿敌齐国一定不会坐视不管，他必须格外小心，不能重蹈桂陵之战的覆辙。于是他计划以一部分兵力强攻韩国，引诱齐军前来，待齐军进入魏国国境，再以预先集结的主力迎击齐军，争取在野战中歼灭齐军，以报桂陵兵败之仇，制伏齐国，扫除魏国称霸的最大障碍。
魏惠王称“王”、攻韩的举动使齐国感受到前所未有的战略压力。恰恰这时，在魏军进攻之下已危在旦夕的韩国派来了使者，请求齐国速速出兵救韩。齐威王立即召集大臣进行商议。宰相邹忌害怕武将田忌、孙膑再立大功，会威胁到自己的地位，于是竭力反对出兵救韩。他认为，根据各种迹象可以判断，魏国无意于灭亡韩国，不过是因为韩国国君韩昭侯拒不出席逢泽之会，所以魏惠王要教训一下韩国，出出怨气，满足自己的虚荣心而已。况且，即使魏国想灭亡韩国，也无此实力。其一，韩国国都郑（今河南新郑）城墙坚固，防御设施齐全，兵精粮足，加之对魏国吞并韩国早有戒心，已经提前做好了对付魏国进攻的准备。所以，韩国军队可以坚守国都，抵挡魏军；其二，韩国军队装备精良，士兵个个披坚甲，负弓弩，佩利剑，能以一当百。尤其是韩国的兵器制造业在各国中最为先进，天下无双，号称“陆断马牛，水击鹄雁，当敌即斩”。总之，齐国实在不必出兵，而应该将精力放在加强内政治理上。
轮到老将军田忌发言了，他主张立即发兵救韩。他说：“凡事预则立，不预则废。如果事态的发展果真如宰相所料，魏军无意于灭韩，很快收兵，这当然再好不过了。但必须看到，魏国拥有强大的军事实力，赵国军队的战斗力远远强过韩国军队，但上次魏军还是一举攻下防御比郑国国都更为坚固的邯郸，如果不是齐军‘围魏救赵’，赵国差一点就亡国了。所以韩国根本抵挡不住魏军的进攻。况且，自桂陵之战后，魏惠王野心很大，一旦魏国灭了韩国，他的下一个目标肯定不是赵国就是齐国。俗话说唇亡齿寒，况且韩国是我们的同盟国，我们不能坐视不救。”田忌建议立即出动大军，进攻魏国，以解韩国之围。
双方各说各的理，相互争执不下。齐威王见军师孙膑坐在一边一直没有说话，便问：“先生是不是认为这两种意见都不对啊？”孙膑点头说：“是的。我认为丞相主张不救韩国，于情于理都说不过去。魏国以强凌弱，如果韩国被攻陷，肯定对齐国不利，因此我不赞成见死不救的主张。田老将军主张立即出兵魏国以救韩，也不符合齐国的战略利益。魏国是显赫的大国，所谓‘百足之虫，死而不僵’，桂陵之战失败后，魏国经过十年的休养生息，强兵备战，元气已经恢复，军力十分强大。而在东方各国中，齐国是众望所归，诸侯都寄希望于齐国出面伸张正义，以正义之战制止不义之战。但魏国现在锐气正盛，如果我们为了韩国而立即出兵去与魏军决战，那样就等于替韩国作战，这将影响到齐国既定的争霸战略，因而也不是上策。”
齐威王说：“那么，依先生的意见怎么办好？”孙膑说：“韩国虽算不上一流强国，但确实也有一定实力，属于中原的强国，从长远看，也是齐国实现争霸战略的潜在障碍。所以，齐国应根据魏强齐弱的战略态势，采取‘深结韩之亲，而晚承魏之弊’的战略方针，最好由齐威王秘密地亲自接见韩国的使者，暗中答应韩国的请求，承诺一定出兵救援韩国，以坚定韩国抗魏的信心。一旦韩魏两败俱伤，韩国无力支撑时，我们齐国再发兵前往救援，从而一举两得，趁机谋取战略利益：既让韩国感激涕零，听任齐国的摆布，又借机推翻魏国东方霸主的地位。”孙膑同意田忌提出的出兵救韩的主张，让田忌十分高兴。而田忌虽然赞同孙膑的分析，但觉得军师孙膑的策略实施起来困难重重，于是提出了疑问：“请问军师，韩国在魏国西边，我们齐国在魏国的东边如果不早些直接出兵攻魏，如何能达到援救韩国的目的？一旦魏军灭了韩国，到那时我们再出兵，不仅救不了韩国，而且仍不免要与魏军兵戎相见。横竖都是救，我仍然认为还是先出兵攻魏好些，而且我们仍然可以采用‘围魏救赵’的打法。”
齐威王听了孙膑的分析之后，本来打算出兵救韩，现在田忌又提出这一疑问，心里也不免担心，既要救韩国，又不去直接进攻魏国，这可怎么去救？要是没有其他办法，还不如采用丞相邹忌的主张，坐山观虎斗，这是最稳妥的了。