齐国的将军田忌经常同齐威王赛马。他们赛马的规矩是：双方各下赌注，比赛共设3局，两胜以上为赢家。然而每次比赛，田忌总是输家。
这一天，田忌赛马又输给了齐威王。回家后，田忌把赛马的事告诉了自己的高参孙膑。这孙膑是军事家孙武的后代，饱读兵书，深谙兵法，足智多谋，被庞涓谋害残了双腿。来到齐国后，很受田忌器重，被田忌尊为上宾。孙膑听了田忌谈他赛马总是失利的情况后，说：“下次赛马你让我前去观战。”田忌非常高兴。
又一次赛马开始了。孙膑坐在赛马场边上，很有兴趣地看田忌与齐威王赛马。第一局，齐威王牵出自己的上马，田忌也牵出了自己的上马，结果跑下来，田忌的马稍逊一筹。第二局，齐威王牵出了中马，田忌也以自己的中马与之相对。第二局跑完，田忌的中马也慢了几步而落后。第三局，两边都以下马参赛，田忌的下马又未能跑赢齐威王的马。看完比赛回到家里，孙膑对田忌说：“我看你们双方的马，若以上、中、下三等对等的比赛，你的马都相应的差一点，但悬殊并不太大。下次赛马你按我的意见办，我保证你必胜无疑，你只管多下赌注就是了。”
这一天到了，田忌与齐威王的赛马又开始了。第一局，齐威王出那头健步如飞的上马，孙膑却让田忌出下马，一局比完，自然是田忌的马落在后面。可是到第二局形势就变了，齐威王出以中马，田忌这边对以上马，结果田忌的马跑在前面，赢了第二局。最后，齐威王剩下了最后一匹下马，当然被田忌的中马甩在了后面。这一次，田忌以两胜一负而取得赛马胜利。
由于田忌按孙膑的吩咐下了很大的赌注，一次就把以前输给齐威王的都赚回来了不说，还略有盈余。