田忌采纳孙膑的计谋，拔营向平陵进军。接近平陵时，孙膑向田忌建议由临淄（今山东省淄博市）、高唐（今山东省高唐县）两城的都大夫率 军直接向平陵发动攻击，吸引魏军主力，果然攻打平陵的两路齐军大败。孙膑让田忌一面派出轻装战车，直捣魏国首都大梁的城郊，激怒庞涓迫使其率军回援；一面 让田忌派出少数部队佯装与庞涓的部队交战，故作示弱使其轻敌。田忌按孙膑的要求一一照办，庞涓果然丢掉辎重，以轻装急行军昼夜兼程回救大梁。孙膑带领主力 部队在桂陵（今河南省长垣县西南）设伏，一举擒获庞涓。
桂陵之战并没有击溃魏军主力，齐国也没有正式进攻魏国首都大梁，赵国首都邯郸仍为魏国所占领。
公元前352年（周显王十七年），魏惠王调用韩国的军队击败包围襄陵的齐、宋、卫联军，齐国被迫请楚国大将景舍出面调停，各国休战。
公元前351年（周显王十八年），魏惠王与赵成侯在漳河边结盟，撤出赵国首都邯郸。大约在此时齐国将庞涓释放，使其回魏国再度为将。
评价
魏国的失败，就是齐国战略方针的正确和孙膑作战指挥的高时。在战略上，抓住有利时机：在作战指挥方面，能正确分析敌强我弱的局面，选择适宜的作战方法，进攻敌人的要害又是空虚的大梁，然后以逸待劳，乘机打了一个漂亮的袭击战。另外田忌虚心听取意见。从善如流，也是战胜的前提。至于魏军最后的失败，也在于战略上未能掌握动向。
魏军失败的原因
1、统军主将对未来的危机预料不足，在遇到敌军攻伐非主城时没有判断出敌军的下一步行动，国内兵力空虚。
2、料敌不明，没有探察清楚就贸然追击，孤军深入。
齐军胜利原因
1、孙膑冷静分析出了当时战场的形势，直接出兵攻打魏军并不能造成魏国较大的损失。而围魏救赵则可以
一箭双雕。
2、抛却小利，诱敌深入。
影响
孙膑用围攻魏国的办法来解救赵国的危困，
围魏救赵
这在中国历史上是一个很有名的战例，被后来的军事将领们列为三十六计中的重要一计。围魏救赵这一避实就虚的战法为历代军事将领所欣赏，至今仍有其生命力。
桂陵之战 
历史上第一神射手不是李广，是楚国的养由
