战国时，齐人孙膑和魏人庞涓都师从鬼谷子学习兵法。后庞涓做了魏国的大将，因妒忌孙膑的才能高于自己，便砍断了他的双腿，还在他脸上刺字、涂墨。后来，孙膑做了齐国的军师，辅助大将田忌率兵五万攻魏救韩。孙膑照田忌所说，挥师对魏都大梁发动进攻，逼庞涓从韩国退兵。果然，庞涓闻讯忙从韩国撤军。此时齐军已进入魏国。孙膑又对田忌说：“魏国的军队向来以勇猛凶悍著称，他们根本不会把我们齐国的军队放在眼中。会用兵的人，要懂得因势利导的意思，也就是说要顺着对方思想发展的趋势，加以引导，引诱他们中计。”于是，孙膑把吃饭的灶每天减少一批，制造出齐军大量逃亡的假象。庞涓果然中计，留下步兵，只带精锐部队追击。孙膑在马陵设下埋伏，并在一棵树上写下“庞涓死于此树之下”八个大字。庞涓到了马陵，想点火看树上的字。顿时，齐军万箭齐发，魏军伤亡惨重，庞涓身中六箭。兵败如山倒，他只得无奈地拔剑自刎。
这个成语的主人公孙膑并不是叫孙膑，而是受了“膑刑”（断双腿）之后才得了这个名字的。