在战国时期，鬼谷子有两个得意弟子，一个名叫孙子，另一个是庞涓。庞涓先于孙膑出山，鬼谷子将失传的《孙子兵法》独传于孙膑。庞涓率领魏国大军与楚国军队在方城相持不下。孙膑利用《孙子兵法》中的“上屋抽梯”之计，成功击败楚军。
庞涓嫉妒孙膑的才能，用“笑里藏刀”的方式栽赃孙膑，导致孙膑被处以膑刑。庞涓的谋士公孙阅向孙膑透露了庞涓的阴谋。孙膑装疯不癫，烧毁了所有的兵法。钟离秋得知孙膑装疯的真情后，独自来到齐国，请求齐威王解救孙膑。田忌派门客禽滑前往魏国，孙膑在禽滑的帮助下逃离了魏国。
在田忌和齐威王赛马时，孙膑用“李代桃僵”之计使田忌获胜。孙膑将计策告诉了齐威王，齐威王重用孙膑。孙膑指挥齐国军队，取得了“围魏救赵”、“擒贼擒王”、“以逸待劳”等三场胜利，打败了庞涓。
庞涓派公孙阅潜入齐国，利用邹忌的“无中生有”之计，使田忌和孙膑失去兵权。然后，庞涓又“借刀杀人”，差点让田忌和孙膑丧命于楚国。庞涓趁机占领韩国的北京战略重镇成皋。孙膑用“声东击西”之计夺回成皋，并利用“空城计”诈退增援成皋的魏国先头部队。庞涓围攻成皋，迫使孙膑就范。韩军“树上开花”，虚张声势，打破庞涓的围困。庞涓意欲与韩军一战决胜负，孙膑用“抛砖引玉”之计重创魏军，迫使庞涓撤军回国。
齐威王临终前后悔错待田忌和孙膑，嘱咐太子一定要请回孙膑。公孙阅挑拨公子效师争夺王位，引发叛乱。庞涓趁机占领了齐国的数座城池。太子继位，是为宣王。宣王请孙膑回国，但韩王不放孙膑。孙膑“暗渡陈仓”，为韩王攻克上党，然后经赵国，返回齐国。
公孙阅用“美人计”迷惑齐宣王，宣王不理朝政，朝中大夫一时不知所措。钟离春装做女仆进宫，用隐语劝说齐王。为了齐国的利益，钟离春暂时抛弃了与孙膑多年的情感，做了齐国王后。宫中美女不甘心自己的失宠，采取种种手段引诱宣王，钟离春用“指桑骂槐”的方式杀美女，整治后宫。孙膑借此用“连环计”先除掉公孙阅，然后逼邹忌辞去相国。
孙膑“远交近攻”联络秦国，夺回边城。他使用“调虎离山”、“欲擒故纵”等计策除掉公子郊师。庞涓“借尸还魂”，让一个貌似郊师的人，借郊师之名，纠集余党，东山再起。孙膑用“釜底抽薪”、“顺手牵羊”、“关门捉贼”等计策活捉假郊师，平息叛乱。
庞涓为调孙膑到魏国决战，率大军进攻韩国。孙膑用“隔岸观火”的策略，派禽滑将出兵救韩的消息告诉韩王。韩国拼命抗敌，魏韩两国一时相持不下。孙膑率齐军直逼魏国国都大梁。庞涓率军回国，迎击齐军。深入魏国腹地的孙膑，在撤退途中逐渐养活做饭的军灶。庞涓以为齐军惧怕魏军，逃兵数量增多，带精兵日夜兼程追赶孙膑。在马陵道中了孙膑的埋伏。万箭之下，庞涓无路可逃，自杀身亡。孙膑所用的最后的一计便是“走为上计”。
孙膑打败庞涓后悄然离去，留下两部兵法，一部是《孙子兵法》，另一部是他自己写的《孙膑兵法》。《孙子兵法与三十六计》一计一集，计计相扣，在展现中国古代兵法和东方智慧文化的同时，浓彩重墨描绘出一幅二千年前中国战国时期政治、军事与各阶层人物情感交融的历史画卷。
