公元前342年，龐涓又帶領10萬大軍，攻打南韓，南韓派遣使臣向齊王求援。齊王經過朝會商議，答應了南韓的請求。再次派遣田忌孫臏出馬，孫臏以避敵鋒芒，誘敵深入的計策，龐涓果然中計，窮追不捨，齊軍在馬陵道設伏，大敗龐涓，龐涓的十萬兵馬，潰不成軍。龐涓身負重傷，知道敗局已定，突然想起鬼谷子的話，遇馬則卒，馬陵道就是這個馬呀，知道自己不應該欺騙孫臏，但為時已晚，再多的悔恨也沒有用，便拔劍自刎了。從此魏國從一流強國淪為二流弱國。

公元前343年，龐涓率領十萬魏軍精銳向南韓進攻，弱小的南韓只好向齊國求救。此時孫臏向齊威王說，不如讓南韓跟魏國打到兩敗俱傷的時候再出擊。於是齊國一邊向南韓保住馬上就出兵，一邊抱著膀子看韓、魏兩國死磕。等到南韓快拼不下去的時候，齊國這才晃晃悠悠的出軍了。

這次孫臏又是直接奔著大梁就去了，這相當於隔空對龐涓喊，我可又要打大梁了，你來不來救啊？於是龐涓只得再次回援大梁。等到龐涓快到大梁的時候，孫臏卻率領齊軍撤退了，這讓龐涓一拳頭打到了棉花上。這讓魏惠王氣的不行，決定派太子申為大將，龐涓為副將率領十萬魏軍精銳跟齊軍決一死戰。

此時孫臏利用魏軍輕視齊軍的弱點，玩起了減灶的把戲，今天挖了十萬的灶坑，明天減到五萬。龐涓一看灶坑一天天的減少，猜測齊軍懼怕魏軍，士兵紛紛逃跑了，於是親率精銳騎兵追擊齊軍。孫臏則又玩起了伏擊的把戲，在一個叫馬陵的地方再次設下了埋伏，並且還鋸到了一棵樹，把樹皮剝掉在空白處寫上“龐涓死於此”。然後在樹兩側埋伏精銳弓弩手，命令他們只要看到樹邊亮起火把就萬箭齊發。

等到龐涓追擊到馬陵時，天色已暗，士兵報告說前方有棵樹倒了，上面還寫有字，龐涓令士兵點亮火把前去觀看。此時齊軍一看火把點亮，便萬弩齊發，把樹旁的魏軍射成了刺蝟，此時龐涓意識到大勢已去，便拔劍自刎了。失去了龐涓的魏軍也被齊軍打的大敗，主將太子申也做了俘虜，經此一役，魏軍精銳損失殆盡。

孫臏與龐涓是中國歷史上著名的兩位軍事家，他們本是情同手足的同學，因為龐涓的嫉妒導致兩人勢同水火，隨著龐涓的自刎，兩人的恩怨情仇也告一段落。經過馬陵之戰，吳起時創立的魏武卒也損失殆盡，魏國元氣大傷，徹底退出了爭霸的舞臺。