决心已定，齐威王立即想到了孙膑。孙膑精通兵法，多谋善断，又熟悉魏国国情，且痛恨庞涓，这正是他报仇雪恨、建立战功的极好机会，于是准备任命孙膑为主将，率兵救赵。孙膑却辞谢说：“我是受过刑的人，做主将万万不可。”齐威王不解其意。孙膑解释说：“做主将，就要打出我的旗号，庞涓得知，必然会引起高度警惕。
再说，做主将，就应该带头冲锋陷阵，我双腿已残，不能身先士卒，势必影响士气。对敌人，应尽量表现自己的无能；对部下，要尽量发挥自己的威力。这才是用兵之道。”
齐威王改任田忌为主将，孙膑作军师，立即起兵，援救赵国。田忌打出“田”字旗号，率领齐军浩浩荡荡向西开进。孙膑坐在有篷帐的车子里，随军进发，暗中策划，而不让敌人发觉。
田忌准备率兵直奔赵国都城，与赵夹击魏军，以解邯郸之围。孙膑却连连摇头，认为不可。他对田忌说：“魏军攻打邯郸甚急，邯郸已朝不保夕，不等我们部队赶到，就会失守。当前已不需要解邯郸之围，而是要解救赵国之危。”田忌为之一震，说：“军师言之有理。既然如此，你看怎么办呢？”孙膑说：“要解开一团乱丝乱麻，不能抓在手里强拉硬扯；要劝开两个打架的人，不能插身进去拳打脚踢。
救兵解围也是这个道理。我们应避开敌人充实的地方，而打击他虚弱的部位，敌人看到形势与己不利，有了顾忌，自然就可以解围了。”田忌急切地问道：“照军师所言，我们向何处进军呢？”孙膑详细指点说：“现在，魏国把最精锐的部队用来对外，而把老弱残兵留在国内防卫，弱敌就在这里。
我看，您与其统率大军去攻其精锐，还不如直扑魏都大梁，占领其要道，控制其交通，攻击他们防务空虚的地方。魏军主力知道后，必然放弃对赵国的进攻，而回师自救。
这样，我们就可以一举两得：一则解除赵国之危，二则使魏军奔波疲惫，我们即可从中获利，掌握战争的主动权！”田忌伸出拇指，高兴地说：“真是一条绝妙好计！”遂立即率兵直奔魏国。
齐军攻入魏境时，果然不出孙膑所料，邯郸已于公元前353年10月被庞涓占领了。庞涓乘胜又攻打归附赵国的卫国，以扫清侧翼，一心要把赵国置于死地。
