孙膑是兵圣孙武的后代，出生于齐国。他曾拜兵学家鬼谷子为师，与魏国大将庞涓是同窗好友。但庞涓做了魏国大将后，十分嫉妒孙膑的才能，将他骗到魏国施以膑刑（去膝盖骨），欲使其永远不能领兵打仗。后孙膑千方百计才逃出回齐国，并被齐威王重用。
孙膑终于得到一个向庞涓复仇的机会。但他并没有急于与庞涓在战场上相见。他劝田忌放弃领兵直趋邯郸，与魏军决战的计划，趁魏军主力出兵在外，国内防务空虚之际，直捣魏都大梁（今河南开封），迫使远在异国的魏军“释赵而自救”。等庞涓回兵时，中途予以截击，这样既救了赵，又能给魏国以沉重打击，是一举而两得。
田忌采纳了孙膑“批亢捣虚”、“围魏救赵”的战法，挥师直逼魏国军事重镇平陵（今山东定陶）。齐军攻打平陵的行动并不坚决，庞涓也不急于回救，继续竭尽全力攻克邯郸。直到魏军已占领邯郸，损兵折将急需休整时，孙膑才建议齐军挥师直捣魏都大梁，逼魏惠王十万火急命令庞涓统兵回救。庞涓接令后，不得不放弃邯郸，抛弃辎重，昼夜兼程回师。孙膑判断魏军回师必经桂陵（今河南长垣西北），立即率齐军主力北上，在桂陵设下埋伏。当魏军经长途跋涉行至桂陵时，以逸待劳的齐军突然出击，大败魏军，庞涓只身逃回魏国（一说被俘后放回）。
马陵之战
桂陵之战后，魏国虽元气大伤，但经过几年的休整后，魏国逐渐开始恢复对外进攻。公元前341年，魏国再次发兵进攻韩国，韩国向齐国求援。齐威王采用孙膑“深结韩之亲而晚承魏之弊”的主张，与韩结好却不急于发兵。待韩军五战五败，魏军也实力大损时，才于次年以田忌为主将，孙膑为军师，发兵救韩。齐军重施“围魏救赵”的战法，直驱魏都大梁。魏惠王像上次一样将攻韩的部队召回，以太子申为主将，庞涓为将军，率兵10万迎击齐军。
此次形势不同于桂陵之战，魏军是有备而来，气势旺盛。故孙膑决定因势利导，利用魏军求胜心切的弱点，诱敌冒进，再图取胜。齐军前锋与魏军稍一接触，即佯装怯战，掉头东撤。在撤退途中，有意造成军力不断削弱的假相。第一天造了10万人吃饭的锅灶，第二天减为5万人用的锅灶，第三天则只剩下3万人用的锅灶了。庞涓与孙膑交手，本来小心翼翼，害怕再次上当，但当看到齐军锅灶日减，以为齐军胆怯，三天中即逃亡了大半，这才壮起胆子，丢下辎重和步兵，只领轻车锐骑日夜兼程猛追，必欲全歼齐军，擒获孙膑。
齐军退至马陵（今河南范县西南），此地道路狭窄，地势险隘，两旁树木茂盛，是个设伏的好地方。孙膑计算行程，判断魏军将于日落后追至，遂命士卒伐木堵路，并将路边一棵大树剥去树皮，在树干上写了“庞涓死于此树之下”8个大字。挑选一万名弓弩手埋伏在道路两侧的山上，约定天黑后，见到火光就一齐放箭。
日暮时分，庞涓果然率军追到马陵，发现路旁的大树被剥去树皮，上面隐隐约约写有字，就命士卒点起火把来看，待他看清树上字后，这才发现中计，急令部队撤退。但已经晚了，两旁齐军看见火光，万弩齐发，伏兵四起。魏军措不及防，仓促应战，很快溃败，庞涓中箭，左突右冲无法突出重围，最后愤愧自杀。齐军乘胜追击，又大败魏军主力，俘获魏军主将太子申，歼灭魏军10万。
桂陵和马陵之战后，魏国一蹶不振，齐国则声威鹊起，称霸中原，孙膑亦名扬天下。孙膑“围魏救赵”和“示假隐真”的战法，成为中国军事史上的经典之作，为后世兵家广泛推崇。
合纵
在公元前293年的伊阙之战中，秦国的军事力量打败了魏国和韩国联军。两国此后再也没有力量单独向秦国发起挑战。之后由于秦国不断的压迫，局势越来越严峻。这时，魏公子无忌出现，并于公元前247年与其他五国联军，对秦国的侵攻军迎头痛击。魏公子无忌又号信陵君，是战国四公子之一。不过，战后魏王对他开始猜疑，并免去他的要职。于是信陵君终日借酒浇愁，并含屈而终。信陵君死后，魏国无力抗秦，国土被秦国慢慢侵夺。
窃符救赵
前260年，赵孝成王在和秦国的长平之战中，中了秦国的反间计，用“纸上谈兵”的赵括取代老将廉颇，结果导致赵国的大败，40多万兵士被秦国坑杀。前257年，秦国的军队包围了赵国的都城邯郸，赵国的形势非常危急。赵国丞相平原君的妻子是魏无忌的姐姐，平原君赵胜多次向魏安厘王和魏无忌送信，请求魏国救援，魏安厘王派将军晋鄙领兵十万前去救赵。秦昭王得到消息后，派使者威胁魏安厘王，魏安厘王惧怕，就派人通知晋鄙停止进军，留在邺扎营驻防，名义上为救赵，实际在观望形势的发展。
平原君不断派使者前去魏国催促，并责备魏无忌不顾赵国和魏无忌姐姐的危亡。魏无忌为此忧虑万分，屡次请求魏安厘王出兵，门客也用尽各种办法劝说，但魏安厘王惧怕强大的秦国，始终不肯听魏无忌的意见。魏无忌估计魏王已不肯出兵救赵，又不想看着赵国灭亡，于是凑齐战车一百多辆，打算带着门客前去赵国和秦军死拼。
魏无忌带着车队路过夷门时遇见侯嬴，于是把情况告诉了侯嬴。侯嬴劝阻魏无忌说，这样去就如同把肥肉扔给饥饿的老虎，一点作用都没有。并向魏无忌秘密献策，让魏无忌去找魏安厘王的宠妃如姬帮忙，让如姬从魏安厘王的卧室内窃出晋鄙的兵符，因为魏无忌曾为如姬报过杀父之仇，如姬是肯定会为魏无忌效命的。魏无忌听从了侯嬴的计策，前去请求如姬帮忙，如姬果然盗出兵符交给了魏无忌。魏无忌拿到了兵符准备上路，侯嬴又让魏无忌把屠夫朱亥带上，以便晋鄙在看到兵符仍不交出兵权的情况下让大力士朱亥击杀他。
魏无忌到了邺，拿出兵符假传魏安厘王的命令要代替晋鄙担任将领。晋鄙合了兵符，验证无误，但还是表示怀疑，不想交出兵权。此时的魏无忌在不得已的情况下，只好让朱亥动手，用铁椎杀死晋鄙，强行夺权。
魏无忌统领晋鄙的军队后，精选士兵八万开拔前线。与此同时，楚国也派出春申君黄歇救援赵国，在楚、魏、赵三国的联合下，一举击溃秦国，解除了邯郸之围。
灭亡
秦王政即位后，对魏国的压力不断加大。最后魏国于公元前225年被秦国将军王贲攻破灭亡。