魏国在秦、齐等国的夹击中，不断地遭到惨败，因而到魏惠王三十四年，魏惠王不得不采用相国惠施“以魏合于齐楚以按兵”的建议。惠施还认为，若要报复齐国，“不如变服折节而朝齐”，这样“楚王必怒”，“楚必伐齐”，得到魏王同意，于是就通过齐相田婴的关系，带同韩国国君和其他小国国君朝见齐威王，魏惠王三十四年，魏、韩二君会见齐威王于东阿南，次年，魏、韩二君都戴着布冠，变服折节朝见齐威王。魏惠王就率领韩昭侯等，到齐的徐州朝见齐威王，并且尊齐威王为王，齐威王不敢独自称王，于是拉上魏国一同称王，同时齐威王也承认魏惠王的王号，即所谓“会徐州相王”。同年，魏惠王改元正式称王号，从此刻开始，正式称王，这一年魏惠王又将魏女嫁给秦惠文王为后，还暗中交结楚国，试图改善外交处境。
齐、魏两大国在“徐州相王”，这是楚、赵等国所不能容忍的，所以在魏惠王后元二年，赵肃侯派兵围攻魏的黄城，并在漳水、滏水之间筑了长城，防止齐、魏两国的进攻，同时楚威王为了表示对“徐州相王”的愤怒，亲率大军进围徐州，打败了齐军。
魏国在这时投入齐的怀抱，使齐停止了进攻，但秦国以魏为“腹心疾”，还是不断攻魏。那叫一个热脸贴别人的冷屁股呀，
在徐州相王的第2年，秦惠文王起用魏阴晋人公孙衍为大良造，败魏于雕阴。次年，魏献阴晋给秦，和秦修好，秦把它改名为宁秦。这样就便于秦国向东开拓领土了。同年，齐魏伐赵，不利而去。两年后嬴驷又派公孙衍大举攻魏，首尾经历两年，攻取魏上郡雕阴，俘魏将龙贾，斩首八万，龙贾是魏防守西边、抵抗秦兵的主将，魏的中原长城即为龙贾率师所建。这是三晋抗秦战斗中首次大失败。这一役使得魏防守上郡、河西郡的主力，被秦一举歼灭，魏国再也没有和秦国争夺河西之力了，没办法，为惠王只能将河西郡让与秦国，与此同时秦国又派樗里疾为主将，从函谷关沿黄河南岸向东出击，先后攻取曲沃和焦，并在曲沃“尽出其人”，作为秦进攻中原的据点。同年，魏国又伐韩国遭遇失败。
魏惠王后元六年，秦国又从河西渡过黄河，攻取汾阴和皮氏，这时候南边的楚威王也攻打魏国。适逢纵横家张仪入秦，张仪便游说秦惠文王出兵帮助魏国，于是以新得皮氏的几万士卒和百辆战车支持魏国作战，因而魏楚大战，魏国打败楚国于陉山，秦国因而得以顺利地接收河西地区。魏惠王后元七年，秦王嬴驷派遣公子华与张仪围攻魏的蒲阳，等到攻取之后，张仪却请秦王归还给魏，又请秦王使公子繇作为“质子”送到魏国，这是张仪推行他的连横策略。张仪前往魏国劝说魏惠王“不可以无礼”，魏因而把上郡十五县连同少梁在内献给秦国，秦惠文君因以张仪为“相邦”，把少梁改称为夏阳。次年，秦又把焦、曲沃及皮氏归还魏国，这是张仪进一步推行他的连横策略，并准备下年秦惠文君称王。
魏惠王后元十年，秦惠文君举行称“王”的仪式，邀请魏、韩之君入秦朝见，推尊秦君为王，同时秦王也承认魏、韩二君的王号，而且魏韩二君还当场为秦王驾御作为称王标识的坐车，如同魏惠王在逢泽之会称王那样的“乘夏车，称夏王”。张仪此举具有巩固秦与魏、韩连横的作用。当张仪入秦推行连横策略不久，公孙衍就离开秦国而入魏为将，因为魏的国力衰退，公孙衍就图谋拉拢别国，联合出击取胜。
次年，犀首、田朌欲得齐、魏之兵以伐赵”，就是公孙衍拉拢齐国名将田朌一起伐赵，大败赵兵。同年，魏惠王和韩威侯相会于巫沙，并尊韩威侯为王 。同年，他又与韩宣惠王并带太子入朝于赵。而当时魏相惠施也主张“以魏合齐楚以按兵”，便在不久后使魏太子嗣入质于齐，使魏公子高入质于楚，开展和齐、楚合纵的活动。
魏惠王后元十一年，魏、齐在平阿会盟。同年，张仪亲自率兵出函谷关，再度攻取魏的陕，“出其人与魏”，作为进攻中原的基地，同时筑上郡塞，巩固上郡的防守。次年，张仪又和齐、楚大臣在啮桑相会，来破坏魏国和齐、楚的合纵。在这样的形势下，公孙衍为了合纵，于魏惠王后元十二年，发起“五国相王”。参加“五国相王”的是魏、韩、赵、燕、中山，从这年起，赵、燕、中山三国也开始称王了。公孙衍发起“五国相王”，是想用这来和秦国对抗的，但结果没有什么成就。就在这年，楚国为了迫使魏国投入楚的怀抱，要废立魏的太子嗣，送立流亡在楚的魏公子高为太子，派柱国昭阳打败魏军于襄陵，取得了八个邑。韩也趁机攻魏，公孙衍说服其退兵。
魏惠王后元十三年，魏、齐在鄄会盟。但这时魏惠王因为襄陵之败，对惠施“以魏合于齐、楚以按兵”的方针失去信任，因此不得不改用秦相张仪“以秦、韩与魏之势伐齐、楚的策略，起用张仪为魏相，张仪把惠施逐走。同年，韩、魏太子朝见秦惠文王。这年秦对外宣布免除张仪的相位，然后张仪为魏相，实际上“张仪欲并相秦、魏”，从而进一步推行他的连横策略，“欲令魏先事秦而诸侯效之”。但张仪既入魏为相、又兼领秦相后，魏惠王却不肯听张仪而专一“事秦”，反而兼用公孙衍为将，欲牵制平衡朝中的合纵连横势力。秦王得知后，怒而攻取魏的曲沃、平周，迫使魏国屈服。
张仪曾策划韩魏换地以便攻取楚、赵之地，但未能成功。同年，齐国约结燕赵楚孤立魏国，因公孙衍的离间而失败。张仪实施“以秦韩与魏之势伐齐、楚”的行动，秦假道韩、魏向齐进攻，齐威王使匡章为将应战，结果齐兵大胜，秦军大败。这是匡章初次为将而大胜秦军，使张仪“以秦韩与魏之势伐齐”的行动受到挫折，使公孙衍合纵的策略得以开展。由于齐、楚两国要驱逐魏相张仪，魏惠王得以重新采用公孙衍合纵的策略。他派出使者到楚、赵、燕等国，争取合纵，于是就把张仪赶回秦国，让公孙衍为魏相，并让惠施回到魏国。
魏惠王后元十六年，魏惠王去世，享年八十一岁，谥惠成。魏国举行葬礼时，遇到大雨雪，群臣要求太子延期举行，太子不听，因而报告公孙衍，公孙衍转告惠施。惠施以先王之灵一定想要安抚百姓为由，说服太子同意。太子魏嗣即位，是为魏襄王，