历史上的桂陵之战，发生在齐和魏两国之间。桂陵之战是历史上一次著名截击战，发生在河南长垣西北。公元前354年（周显王十五年），魏围攻赵都邯郸，次年赵向齐求救。齐王命田忌、孙膑率军援救。孙膑认为魏以精锐攻邯郸，国内空虚，于是率军围攻魏都大梁，使魏将庞涓赶回应战。孙膑却在桂陵（一说山东菏泽，一说河南长垣）伏袭，打败魏军，并生擒庞涓。孙膑在此战中避实击虚、攻其必救，创造了“围魏救赵”战法，成为两千多年来军事上诱敌就范的常用手段。
孙膑（生卒年不详），其本名孙伯灵（山东孙氏族谱可查），是中国战国时期齐国的军事家，华夏族。出生于阿、鄄之间（今山东省菏泽市鄄城县北），是孙武的后代。孙膑曾与庞涓为同窗，因受庞涓迫害遭受膑刑，身体残疾，后在齐国使者的帮助下投奔齐国，被齐威王任命为军师，辅佐齐国大将田忌两次击败庞涓，取得了桂陵之战和马陵之战的胜利，奠定了齐国的霸业。
战国初年，魏国经过变法逐渐的强大起来，并一度跻身于中原强国的行列。魏惠王子罃即位后，为了实现对外扩张，连年征战。连年的对外战争使得魏国国力不济，为此惠王改变了方针，积极与齐、韩、秦三国交好，专心对付齐国。此时，齐国也通过改革迅速强大起来。为了能够逐鹿中原，齐威王也积极与韩、赵等国亲善对抗魏。
公元前354年，赵国自恃有齐国为后盾，公然攻打卫国，迫使卫国归附赵国。而卫国本来是魏国的从属国，所以魏国绝对不能容忍卫国归赵。于是魏国大将庞涓奉命率领8万大军攻打赵国，包围赵国国都邯郸（今河北境）。第二年，赵国向齐国求救。
齐威王拜田忌为主将，以孙膑为军师，率领8万精兵赶赴前线救赵。当时，魏、赵两军已经相持一年多的时间，魏军损失惨重，国都邯郸已经危在旦夕。田忌想直接率兵赶赴邯郸，攻打魏军。孙膑却认为，魏国派出大批精锐部队攻赵，而国内却兵力不足，如果向南攻打魏国军事重地襄陵（今河南睢县），魏军肯定从赵国撤兵回救。
这样既可以解了赵国之围，又能使魏军疲于奔命而便于设伏。田忌采纳了孙膑的计策，率领大军南下会合宋、卫两国的兵力攻打魏国襄陵。孙膑先让不懂军事的人攻打襄陵，结果失利。庞涓以为齐军不足为虑，继续加紧对邯郸的攻势。于是，孙膑又让精锐部队直逼魏都大梁。此时庞涓已经率军攻占了邯郸，他赶紧回师救援。但由于轻敌，庞涓放弃了辎重，快马加鞭赶回。
孙膑预料魏军肯定要经过桂陵，就建议田忌派出主力部队先到达那里布阵设伏。魏军到达桂陵突然遭到齐军伏击，不得不仓皇迎战，结果伤亡过半。魏国持续一年多时间的灭赵之战也功亏一篑。这次战争，被称为“桂陵之战”，孙膑后来将这一战法归纳为“围魏救赵”。后来的历来军事家无人不晓，并且常常应用，一用就灵，获得战争的胜利。