魏惠王为了实现自己强大的国家梦。于是魏惠王进一步实行改革，主要有下列三点举措：在国家百姓上实施兴修水利，开发川泽。开始开凿鸿沟，从黄河开凿运河通向圃田泽，再从圃田泽开沟渠引水灌溉，接着又从大梁城外开凿大沟从圃田泽引水灌溉。同时，开放逢泽“以赐民”。
在军队选拔上实行选拔“武卒”的制度。采用按一定标准考选的办法来选拔“武卒”，并给以优待，免除全户赋役和田宅的赋税，军队的战斗力因此得到加强。为加强防备和控制交通，魏惠王派龙贾率领士兵筑长城于西边”，三年后又派其筑城阳池，这是在大梁以西建筑长城和城池，用来防备秦国进攻中原的。魏惠王十三年，魏与韩交换部分土地，魏取得了轵道的要道，控制了通过太行山的交通线。
魏惠王所实行的这些改革，使魏国国力进一步强大起来。
当初，孙膑因为曾与魏国大将庞涓一同学习兵法，也投奔过魏国。然而，庞涓却因为嫉妒孙膑的才能而设计残害孙膑，迫使孙膑以残疾之身逃往齐国。此外，魏惠王九年，魏相公叔痤去世前，曾劝魏惠王任用或杀了卫鞅，不要让他逃走，魏惠王却没有听从，放任卫鞅前往秦国，卫鞅仕秦后两年，便开始了变法。这两件事给魏国埋下了隐患。魏惠王十六年，赵国为了兼并土地和扩张势力，进攻卫国，卫国是受魏国保护的，而赵国这一行为，当然不是魏国所能允许的，果不其然，魏王大怒起兵伐赵，而且联合了宋国，就这样魏、宋联军包围了赵都邯郸。次年，韩昭侯来中阳朝见魏惠王。而赵则向齐求救，齐以田忌为将，孙膑为军师，率军前往救援。宋、卫在这时反水投靠齐国，三国联军先包围了魏的襄陵。此时孙膑认为，魏攻赵，精锐在外，内部空虚，如果“引兵疾走大梁”，魏军必回救本国，这样可以“一举解赵之围而收弊于魏”。田忌采纳了这个作战计划。当时魏将庞涓带兵八万，将邯郸城围了一个水泄不通，而田忌也带了八万齐军，依照孙膑的意见，一方面向南进攻处于宋卫之间的东阳地区战略要地平陵，另一方面准备直趋大梁城郊，迫使庞涓不得不回师自救。孙膑就派轻快战车西向直趋大梁城郊，“以怒其气”；又把队伍分散，“示之寡”。这样，就诱使庞涓震怒而轻敌，放弃辎重，用急行军兼程赶来。等到庞涓进抵桂陵，孙膑率军加以邀击，取得大胜，“擒庞涓”。这个战役，孙膑采用了避实击虚、“攻其所必救”等办法，大败魏军，创造了“围魏救赵”的着名战例。这一战役，魏国因主将被擒而失败，但是实力损失不大。
而这时秦就趁魏进围赵邯郸的时机，在元里大败魏师，并取得少梁；同时秦派公子壮率师伐韩，将势力插入了韩魏两国的交界地区。在齐军大败魏军于桂陵的同时，楚宣王也派景舍救赵，攻取了魏的睢水、濊水间地。但是后来魏国逐步扭转战局，还是占领了赵都邯郸。魏王为了以防万一，于是调用了韩国的军队在襄陵打败了齐、宋、卫的联军，齐国不得已请楚将景舍出来向魏求和。次年，魏国便迫使赵国在漳水之上结盟，并把邯郸归还赵国。
而这时秦孝公正奋发图强，由于卫鞅的变法，秦国日益强大。于是秦国攻入魏国的河东，一度攻取了安邑，魏不得不在固阳建造长城防御。次年，秦又包围固阳，被迫归降。秦国因此越过洛水，收复了一部分过去被魏国夺去的河西地。后来魏国和齐、赵两国先后结盟讲和，刚缓一口气的魏国就回头向秦反攻，围攻上郡的定阳，结果是秦孝公见好就收，于是就在彤和魏惠王相会修好。
魏惠王二十一年，赵、韩驱逐杀害了末代晋国君主，魏国默许了这件事。魏惠王二十二年，魏惠王又和赵肃侯在阴晋相会修好。至此魏国勉强挽回了战败的局势。这时魏国还保持着强盛的声势，准备以朝见周天子为名，召集许多小国举行会盟，图谋攻秦。因而秦孝公很是担心，于是下令加强防守。而卫鞅为其分析了形势，认为“以一秦而敌大魏，恐不如”，建议用尊魏为王的办法来改变魏惠王的意图。秦孝公接受了这个主意，于是卫鞅去向魏惠王游说谓“从十二诸侯”“不足以王天下”，劝说他除了号令宋、卫、邹、鲁等小国外，北面争取燕国，西面争取秦国，“先行王服，然后图齐楚”。魏惠王果然听从了，便“广公宫，制丹衣，旌建九斿，从七星之柱”，“乘夏车，称夏王，朝为天子”，俨然摆出天子的场面来。本来，在君主制度下，王是最高的等级称号，如今由于魏的“功大而令行于天下”，居然自称为王了。同年，魏惠王就召集逢泽之会，有宋、卫、邹、鲁等国国君及秦公子少官来参加会盟，并率诸侯朝见周天子。这次会盟由魏相白圭主持，魏惠王因而将白圭封于浍作为嘉奖。卫鞅这个计谋，使得魏进攻的矛头，从秦转变为齐楚，“于是齐楚怒，诸侯奔齐”。
魏惠王二十八年，二月，因为以前韩国拒绝出席逢泽之会，不但不参加反而投靠齐国，魏国便以此为理由进攻韩国的南梁，韩国吓坏了，他一个小国哪能经得起魏武卒的打击啊，于是急忙向齐国求救。齐威王听取田忌的建议，答应了韩国求救的要求，并且鼓励了韩国的抵抗的决心，但是齐国并不马上出兵。而是准备坐山观虎斗，当魏韩打得筋疲力尽时，齐威王就派田忌、田朌、田婴为将，孙膑为军师，起兵伐魏救韩，魏惠王看到齐军来势汹汹，大魏王临危不乱派太子申、庞涓为将，带了十万大军前来迎战。两军相持到第2年，孙膑采用“减灶诱敌”的计策，逐日减少营地军灶数目，三天内从十万灶减到五万灶，再减到二万灶，制造齐军大量逃亡的假象，迷惑敌人。魏军果然中计，只以少数精锐轻装部队兼程追赶，到了马陵。这时正好天黑，马陵道路狭窄，两旁多阻隘，魏军正好进入齐国伏兵的包围圈，顿时“齐军万弩俱发，魏军大乱相失”，结果魏军主力被全歼，太子申被俘，庞涓自杀。
这还不算完，齐将田朌带兵继续进攻魏国的东鄙，围攻平阳。这年九月秦国派卫鞅伐魏国西鄙，十月赵国也发兵讨伐魏国北鄙，造成魏国被三面围攻的局面。魏惠王亲自率师向秦军反攻，可惜又失败了。次年，秦、赵、齐继续围攻魏国。魏国派公子卬和秦卫鞅交战，公子卬又受了卫鞅的欺骗，被俘虏了去，这是魏的又一次失败。卫鞅因为此功被封于商，称商鞅。同年，魏国在济阳筑城防备齐国。
秦国没有留给卫国喘息的机会又进攻魏国的岸门，并且俘虏了魏将魏错。就在这时秦国内部大事，秦孝公去世，商鞅逃亡到魏国，魏国恨透了此人，魏国不接纳。后来商鞅到处逃亡。最后被秦国旧贵族捉了回去。然后被秦惠文王五马分尸。其家人一个不留全部斩首，
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