魏将庞涓认为，中山不过是个弹丸之地，距离赵国又很近，不如直接攻打赵国都城邯郸，这样既能夺回中山，又能威慑赵国，可谓一箭双雕。魏王欣然同意，于是庞涓率领大军直奔赵国，包围了都城邯郸。赵王面对强敌，只好向齐国求救，并许诺解围后以中山相赠。
齐威王答应帮助赵国，并派田忌为大将、孙膑为军师，发兵解围。田忌和孙膑带领军队进入魏赵交界的地方，田忌想直逼邯郸与魏军交战。孙膑却说：化解争斗，不能参与搏击，平息纠纷要抓住要害，乘虚取势。现在魏国兵精粮足，倾国而动，如果此时我们攻打魏国，那么庞涓一定会回师解救，这样一来邯郸的危难就可以自动化解了；而我们可在敌人回师途中伏击对方，一定能够战胜敌人。田忌大加赞赏，并依计行事。
果然，魏军得知齐军攻打自己领地后，连忙撤离邯郸，在归途中遭到齐军的伏击，双方在桂陵展开大战。魏国士兵作战已经有了一段时间，再加上长途跋涉，大多疲惫不堪，在敌人的伏击下立刻溃不成军。庞涓勉强收拾残部，退回大梁。齐师大获全胜，赵国之围成功化解。