太子申下令准备班师，庞涓却说：“大王把三军托付给太子，还没见胜负就匆忙班师，这和战败有什么区别？” 众将领也都不想空手而归。太子申无法自己做决定，于是继续率军前进，直逼韩国都城。韩哀侯派人向齐国告急，请求齐国出兵救援。
齐宣王召集众多大臣，询问道：“救韩国和不救韩国，哪个做法对呢？” 相国驺忌说：“韩国和魏国相互争斗，这是邻国的幸事，不如不救。” 田忌和田婴都说：“如果魏国战胜韩国，那灾祸必然会殃及齐国，救韩国才是正确的。” 唯独孙膑沉默不语。宣王问：“军师一言不发，难道救与不救这两个策略都不对吗？” 孙膑回答说：“是的。魏国自恃强大，前年攻打赵国，今年又攻打韩国，他们心里难道会一时忘记齐国吗？如果不救，就是放弃韩国来增强魏国，所以说不救不对。魏国刚攻打韩国，韩国还没有疲惫，我们就去救援，这是我们代替韩国承受战争，韩国享受安宁，而我们遭受危险，所以说救也不对。” 宣王问：“那该怎么办？” 孙膑回答说：“为大王考虑，应该答应韩国一定会救援，让他们安心。韩国知道有齐国救援，必然会全力抵抗魏国，魏国也必然会全力攻打韩国。我们等魏国疲惫了，再慢慢率军前往，攻打疲惫的魏国来保全危急的韩国，这样用力少而功效大，难道不比前两个策略好吗？” 宣王鼓掌称赞：“好。” 于是答应韩国使者，说：“齐国的救兵很快就到。”
韩昭侯非常高兴，于是全力抵抗魏国。前后交锋五六次，韩国都没有取胜，又派使者前往齐国，催促救兵。齐国再次任用田忌为大将，田婴为副将，孙膑为军师，率领五百辆战车去救韩国。田忌又想直接前往韩国，孙膑说：“不行，不行！我们之前救赵国，都没有到赵国去，如今救韩国，怎么能去韩国呢？” 田忌问：“军师的意思，打算怎么做？” 孙膑说：“化解纷争的办法，在于攻打敌人必定要救援的地方。如今的计策，只有直接攻打魏国都城。” 田忌听从了孙膑的建议，于是命令三军一起向魏国进发。
庞涓接连击败韩国军队，即将逼近韩国新都时，突然接到本国警报，说：“齐国军队又侵犯魏国边境，希望元帅赶紧班师！” 庞涓大惊，立刻传令从韩国撤兵回魏国，韩国军队也没有追击。孙膑知道庞涓即将到来，对田忌说：“三晋的士兵向来勇猛而轻视齐国，齐国被称为怯懦之国，善于作战的人会根据这种形势加以引导。《兵法》上说：‘急行军百里去争利的，会使上将受挫；急行军五十里去争利的，军队只有一半能按时到达。’我们的军队深入魏国境内，应该伪装出弱小的样子来引诱他们。” 田忌问：“怎么引诱他们呢？” 孙膑说：“今天我们设置十万个灶，明天后天逐渐减少，他们看到军灶突然减少，必然会认为我们的士兵胆怯逃跑，逃亡的人超过一半，就会日夜兼程来追逐利益。他们的士气必然骄傲，兵力必然疲惫，我们就能用计策战胜他们。” 田忌听从了孙膑的计策。
再说庞涓的军队向西南行进，他心里想着韩国军队屡次战败，正好可以继续进攻，却被齐国人干扰，破坏了他的成功，心中十分愤怒。等到了魏国境内，得知齐国军队已经离开了。看到齐国军队留下的安营痕迹，地方非常宽广，派人清点军灶，足足有十万个，庞涓惊讶地说：“齐国军队竟然这么多，不可轻视！” 第二天又到了前一天的营地，查看军灶只剩下五万多个，第三天，军灶只剩下三万个。庞涓高兴地拍手说：“这是魏王的洪福啊！” 太子申问：“军师还没看到敌人的情况，为什么这么高兴？” 庞涓回答说：“我本来就知道齐国人向来怯懦，如今进入魏国境内才三天，士兵逃亡已经超过一半了，他们还敢拿起武器与我们对抗吗？” 太子申说：“齐国人多狡诈，军师一定要格外小心。” 庞涓说：“田忌他们这次是自己来送死，我虽然不才，但愿意生擒田忌等人，来洗刷桂陵之战的耻辱。” 当下传令：挑选精锐士兵两万人，与太子申分为两队，日夜兼程，步兵都留在后面，让庞葱率领缓慢前进。
孙膑时刻派人打探庞涓的消息，回报说：“魏国军队已经过了沙鹿山，不分昼