魏國在秦、齊等國的夾擊中，不斷地遭到慘敗，因而到魏惠王三十四年，魏惠王不得不采用相國惠施“以魏合於齊楚以按兵”的建議。惠施還認為，若要報複齊國，“不如變服折節而朝齊”，這樣“楚王必怒”，“楚必伐齊”，得到魏王同意，於是就通過齊相田嬰的關係，帶同韓國國君和其他小國國君朝見齊威王，魏惠王三十四年，魏、韓二君會見齊威王於東阿南，次年，魏、韓二君都戴著布冠，變服折節朝見齊威王。魏惠王就率領韓昭侯等，到齊的徐州朝見齊威王，並且尊齊威王為王，齊威王不敢獨自稱王，於是拉上魏國一同稱王，同時齊威王也承認魏惠王的王號，即所謂“會徐州相王”。同年，魏惠王改元正式稱王號，從此刻開始，正式稱王，這一年魏惠王又將魏女嫁給秦惠文王為後，還暗中交結楚國，試圖改善外交處境。
齊、魏兩大國在“徐州相王”，這是楚、趙等國所不能容忍的，所以在魏惠王後元二年，趙肅侯派兵圍攻魏的黃城，並在漳水、滏水之間築了長城，防止齊、魏兩國的進攻，同時楚威王為了表示對“徐州相王”的憤怒，親率大軍進圍徐州，打敗了齊軍。
魏國在這時投入齊的懷抱，使齊停止了進攻，但秦國以魏為“腹心疾”，還是不斷攻魏。那叫一個熱臉貼彆人的冷屁股呀，
在徐州相王的第2年，秦惠文王起用魏陰晉人公孫衍為大良造，敗魏於雕陰。次年，魏獻陰晉給秦，和秦修好，秦把它改名為寧秦。這樣就便於秦國向東開拓領土了。同年，齊魏伐趙，不利而去。兩年後嬴駟又派公孫衍大舉攻魏，首尾經曆兩年，攻取魏上郡雕陰，俘魏將龍賈，斬首八萬，龍賈是魏防守西邊、抵抗秦兵的主將，魏的中原長城即為龍賈率師所建。這是三晉抗秦戰鬥中首次大失敗。這一役使得魏防守上郡、河西郡的主力，被秦一舉殲滅，魏國再也沒有和秦國爭奪河西之力了，沒辦法，為惠王隻能將河西郡讓與秦國，與此同時秦國又派樗裡疾為主將，從函穀關沿黃河南岸向東出擊，先後攻取曲沃和焦，並在曲沃“儘出其人”，作為秦進攻中原的據點。同年，魏國又伐韓國遭遇失敗。
魏惠王後元六年，秦國又從河西渡過黃河，攻取汾陰和皮氏，這時候南邊的楚威王也攻打魏國。適逢縱橫家張儀入秦，張儀便遊說秦惠文王出兵幫助魏國，於是以新得皮氏的幾萬士卒和百輛戰車支持魏國作戰，因而魏楚大戰，魏國打敗楚國於陘山，秦國因而得以順利地接收河西地區。魏惠王後元七年，秦王嬴駟派遣公子華與張儀圍攻魏的蒲陽，等到攻取之後，張儀卻請秦王歸還給魏，又請秦王使公子繇作為“質子”送到魏國，這是張儀推行他的連橫策略。張儀前往魏國勸說魏惠王“不可以無禮”，魏因而把上郡十五縣連同少梁在內獻給秦國，秦惠文君因以張儀為“相邦”，把少梁改稱為夏陽。次年，秦又把焦、曲沃及皮氏歸還魏國，這是張儀進一步推行他的連橫策略，並準備下年秦惠文君稱王。
魏惠王後元十年，秦惠文君舉行稱“王”的儀式，邀請魏、韓之君入秦朝見，推尊秦君為王，同時秦王也承認魏、韓二君的王號，而且魏韓二君還當場為秦王駕禦作為稱王標識的坐車，如同魏惠王在逢澤之會稱王那樣的“乘夏車，稱夏王”。張儀此舉具有鞏固秦與魏、韓連橫的作用。當張儀入秦推行連橫策略不久，公孫衍就離開秦國而入魏為將，因為魏的國力衰退，公孫衍就圖謀拉攏彆國，聯合出擊取勝。
次年，犀首、田朌欲得齊、魏之兵以伐趙”，就是公孫衍拉攏齊國名將田朌一起伐趙，大敗趙兵。同年，魏惠王和韓威侯相會於巫沙，並尊韓威侯為王。同年，他又與韓宣惠王並帶太子入朝於趙。而當時魏相惠施也主張“以魏合齊楚以按兵”，便在不久後使魏太子嗣入質於齊，使魏公子高入質於楚，開展和齊、楚合縱的活動。
魏惠王後元十一年，魏、齊在平阿會盟。同年，張儀親自率兵出函穀關，再度攻取魏的陝，“出其人與魏”，作為進攻中原的基地，同時築上郡塞，鞏固上郡的防守。次年，張儀又和齊、楚大臣在齧桑相會，來破壞魏國和齊、楚的合縱。在這樣的形勢下，公孫衍為了合縱，於魏惠王後元十二年，發起“五國相王”。參加“五國相王”的是魏、韓、趙、燕、中山，從這年起，趙、燕、中山三國也開始稱王了。公孫衍發起“五國相王”，是想用這來和秦國對抗的，但結果沒有什麼成就。就在這年，楚國為了迫使魏國投入楚的懷抱，要廢立魏的太子嗣，送立流亡在楚的魏公子高為太子，派柱國昭陽打敗魏軍於襄陵，取得了八個邑。韓也趁機攻魏，公孫衍說服其退兵。
魏惠王後元十三年，魏、齊在鄄會盟。但這時魏惠王因為襄陵之敗，對惠施“以魏合於齊、楚以按兵”的方針失去信任，因此不得不改用秦相張儀“以秦、韓與魏之勢伐齊、楚的策略，起用張儀為魏相，張儀把惠施逐走。同年，韓、魏太子朝見秦惠文王。這年秦對外宣布免除張儀的相位，然後張儀為魏相，實際上“張儀欲並相秦、魏”，從而進一步推行他的連橫策略，“欲令魏先事秦而諸侯效之”。但張儀既入魏為相、又兼領秦相後，魏惠王卻不肯聽張儀而專一“事秦”，反而兼用公孫衍為將，欲牽製平衡朝中的合縱連橫勢力。秦王得知後，怒而攻取魏的曲沃、平周，迫使魏國屈服。
張儀曾策劃韓魏換地以便攻取楚、趙之地，但未能成功。同年，齊國約結燕趙楚孤立魏國，因公孫衍的離間而失敗。張儀實施“以秦韓與魏之勢伐齊、楚”的行動，秦假道韓、魏向齊進攻，齊威王使匡章為將應戰，結果齊兵大勝，秦軍大敗。這是匡章初次為將而大勝秦軍，使張儀“以秦韓與魏之勢伐齊”的行動受到挫折，使公孫衍合縱的策略得以開展。由於齊、楚兩國要驅逐魏相張儀，魏惠王得以重新采用公孫衍合縱的策略。他派出使者到楚、趙、燕等國，爭取合縱，於是就把張儀趕回秦國，讓公孫衍為魏相，並讓惠施回到魏國。
魏惠王後元十六年，魏惠王去世，享年八十一歲，諡惠成。魏國舉行葬禮時，遇到大雨雪，群臣要求太子延期舉行，太子不聽，因而報告公孫衍，公孫衍轉告惠施。惠施以先王之靈一定想要安撫百姓為由，說服太子同意。太子魏嗣即位，是為魏襄王，
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