魏大将军曹真方督兵守郡，哪知蜀军却西出祁山，得到消息后连下南安、天水、安定三郡，但无分身法。顾了此，没有彼，只好飞报魏主，请派将扼守关西。魏主遂起兵五万，使右将军张邰为前驱，自为后应，同至长安，并调司马懿由东会师，共击蜀兵。蜀将马超时已早殁，只有超从弟马岱，从军出征，岱勇略不及马超，所以不令再镇凉州。亮闻得魏将张邰和司马懿合兵来攻，遂召诸将商议，亮说：“魏兵两路前来，必须进攻街亭，此为汉中咽喉，非得大将把守。”时有参军马谡正随亮出发。谡主动向亮请命道：“谡愿往守街亭。”魏延和吴懿亦愿前往。亮因认为马谡素有智略，不致误事，遂使马谡统兵二万人出屯街亭。临行时再三叮咛，嘱他坚守城寨，勿疏忽，且使王平为偏将军，与谡同往。栅又遣魏延等扎驻平阳关，遥应马谡。谡与王平行至街亭，见前面有山，便想引兵登冈，据山立寨。王平不同意，他说宜据城守栅，阻住敌锋。谡傲然不从，平复说道：“敌兵前来围山怎么办呢？”谡笑答道：“居高临下，敌若来围我即麾兵四下，还怕不能杀退么？”平又说：“倘敌兵断我水道又将若何？”谡大笑道：“我既然杀退敌兵，还怕断水么？”平还要苦谏，谡慎目道：“丞相行事尚且每事问我，你怎得挠我兵谋？”平知不可阻了，乃请分军相应作为犄角。谡恨平违令，只拨千人给平，平引兵据城听令。马谡上山，但派人去报告祁山大营。那知张郃和司马懿两军，夤夜杀到，马谡尚据住山顶，扬旗招风自鸣得意。待至翌晨，魏兵已环集山麓，把山围住，谡麾兵杀下，魏兵全然不动。惟用强驽仰射，蜀兵多被射倒，只好退回。马谡尚想与敌拼命，驱兵再下，一连冲杀数次，毫无效果。张邰堵住水道不放蜀兵汲水，蜀兵无从饮食当然自乱。挨至夜半，竟纷纷下山投降魏营。马谡禁遏不住，尚望王平救应。平手下只有千人，哪里杀得过十多万魏兵？他也虽努力相救，半途被魏兵截回，没奈何坚壁自持，保全危寨。马谡待援不至，无法把守，只得率兵窜出山谷，向西逃去。魏兵截杀一阵，二万人所剩无几，还亏魏延从阳平关杀到，方得救出马谡。魏延见魏兵势盛，不敢恋战，忙与谡退保阳平关。王平自知难守，在城中佯鸣鼓角作进兵，实得离去。魏将张邰疑他诱敌，不敢进击平得合师引归。
司马懿不去追马谡，却统兵迅速来到祁山，进攻诸葛大营。亮接王平军报，已知马谡误事，急忙退回西城。且檄令天水诸郡守吏，齐回汉中，并召赵云、邓芝将军还阳平关。忽报司马懿统兵十余万，蜂拥前来。城中留兵不多，想赶快去阳平关已是不及，将士等并皆失色。亮独谈笑自若，但说无妨。待司马懿的兵将到传令城上偃旗，城中息鼓，大开四门，每门命军役洒扫，不准妄动，自引童两人携琴登城，在城楼上焚香操琴。司马懿当先跃马，来攻西城，遥见诸葛亮如此布置，不禁大疑，端祥了好多时，没有一点儿破绽，乃麾令退兵。部将问为何因，司马懿说：“我闻亮不入子午谷，煞是谨慎。今大开城门，岂肯这般疏略？明明是诱我入城，为掩杀计，我若不退，休为所算！”说毕自去。亮见司马懿退兵，不由的鼓掌大笑。参佐问亮道：“司马懿号为能军，为何忽来忽去？”亮笑着说：“懿知我谨慎，不肯弄险。他见我如此模样，必疑有伏，所以退去。我料他不走大路，必沿北山遁去。今还要送他一程，截留一些辎重，也不负他一番奔走哩！”说着又派部将吴懿等速赴北山，只准在山谷中呐喊，不准厮杀，如有辎重，可以夺取，运回阳平关便了。吴懿奉令即去，亮等回阳平关。那司马懿果如诸葛亮所料，绕走北山，听得后面喊声大震，总道是蜀兵追来，慌忙抛弃了辎重，没命地跑去，吴懿等将辎重运回阳平关。
亮部退入阳平关内，由魏延、马谡等接着，谡跪伏请罪，亮作色道：“你违我节度，几至倾覆全军，若非名正军法，何以服众？”谡一边哭一边说：“丞相视谡如子，谡视丞相如父。今自知事罪该万死，但愿丞相思我过去有功劳，谡虽死亦感深恩。”亮不禁挥泪道：“你若早听王平计议，何致此败？今事已至此，不能挠法，你家小自当抚恤，你子与我子相等，不必挂怀。”说至此，即令左右将谡推出斩首徇众。仍令缝合尸骸，具棺埋葬，且亲自临祭。事后亮叹息说：“以前先帝言过，谡不可大用。今果应此言，自愧不明，致误军事。谡有罪我亦难辞。”遂拟上表自劾，可巧赵云、邓芝自箕谷退归，缴还军令，云自言无功应受惩戒。亮问明邓芝，芝言魏将曹真率兵追袭，幸由云亲身断后，步步为营，始得全军归来。亮说：“街亭军所退兵将，不能够做到互相照顾。而箕谷虽然也不能胜敌，但兵将之间可以互相照顾，而使兵马不受或少受损失。可见用兵原不完全在多寡呢。”赵云尚有军资带还，亮使分赏将士。赵云说：“此次军士没有打胜仗，何为有赏。且暂存库中，作为冬赐，不好吗？”亮点头称善。
街亭打了败仗诸葛亮表请自贬，箕谷战斗也没有取胜，赵云附表请惩。后主得表，召问蒋琬、费祎。祎答应从亮言暂时降职，乃贬诸葛亮为右将军，行丞相事，降赵云为镇军将军，使蒋琬赍诏进营。琬劝亮回成都，亮摇头说：“奉诏讨贼，奈何罢休！”琬再说：“如果再想伐魏必须增兵。”亮说：“街亭败退不是由于兵少，实是亮误用马谡致有此败，今当减兵省将明罚思过。”蒋琬当然佩服，随后辞去。诸葛亮又开始了练兵讲武再作后图。
计收姜维
诸葛亮带领的蜀汉北伐部队，自出发后屯驻在石马城，短暂的休息后，接着又迅速往祁山进军。一路上威震魏境，经过南安、天水、安定。三郡皆闻风请降。惟此时，天水太守马遵与参军姜维、功曹梁绪等尚在河东。听得蜀军将到祁山，郡县响应，料知无路可归了，想投上邽。姜维劝马遵仍还郡治，遵却疑维有异志，便连夜自走。
姜维只好还至天水郡中。到了天水，姜维将自己所带的三千兵马埋伏在天水城外。蜀将赵云接得探报，很快也带了兵马五千来到天水，正准备攻城。忽然听到喊声大震，火光冲天。只见姜维挺枪拍马，朝赵云冲杀过来，两个人战了好几个回合，也不分上下。赵云年纪大了，见姜维武艺高强，心里暗暗吃惊，只好带兵返还。姜维字伯约，天水郡冀县人氏，少好读兵书，精通兵法，武艺在当地威望很高。
赵云回营，见报诸葛亮，说明失败的原因。诸葛亮听到说姜维智勇双全，认为是个难得的人才，便说道：“真没有想到这里小小天水地方，竟然还有这等高人，我们要设计把他收服过来。于是，诸葛亮开始了对姜维进行一番调查工作，得知他有老母居住在上冀。便先派人攻打上冀，逼得姜维带兵去救母。随后诸葛亮又派人领兵埋伏在上冀城周围，待姜维进城后，把城紧紧围住，持续了好多天，姜维的粮食已没有了。诸葛亮又设计让姜维出城夺粮，姜维刚抢了粮车准备回去，便被早已布置好的张冀和王平率军堵住了道路。姜维千辛万苦冲出了重围回到上冀，结果那里又被蜀军占领了。姜维没法，只好单枪匹马地杀开一条血路，又回到了天水，可是天水又被蜀军占领。姜维已是走投无路，不由的仰天长叹，涕泪横流。天水的吏民纷纷劝导姜维归蜀，并摧令姜维去见诸葛亮。正好诸葛亮得知情况后，也领着几个人坐着车子，手持扇子来到姜维跟前。诸葛亮说：“伯约都到这个时候了，你还不肯投降吗？”姜维想了想便下马投降。诸葛亮走上前去，握着姜维的手说：“欢迎你的到来，我喜欢你的才干。”姜维很是感动，连忙拜谢诸葛亮。诸葛亮说服了姜维，举姜维为仓曹椽，并加号奉义将军，如虎添翼，又连拿下几城，蜀国的国威更加大震！
姜维的母、妻、子经蜀军攻下上冀后而得，将其保护，姜维终能合家团圆。
诸葛亮北伐再请战
诸葛亮在第一次请战北伐街亭战斗失败后不久，他没有诏师回朝，而是不甘失败，又请战再次与曹魏分个高低。正要调动兵马不料镇军将军赵云病亡，亮大为恸惜，后主禅亦甚悲悼。追谥云为顺平侯，令云长子赵统袭封。朝廷上下都为失去一位大将感到悲痛，并建议近期内不宜兴师。独诸葛亮锐意北伐，未肯中止，乃上表奏闻说：
“先帝经常顾虑到汉朝的奸贼长期存在，汉朝的业绩被奸贼霸占，故委托臣加以讨平奸贼也，以先帝的这种明察的思想我决心伐贼勿疑，臣自从受命之日起，就寝不安席，食不有味，我们的皇室也不能长期偏安于蜀都，要夺取全国政权，才是我们的天职所在……臣愿鞠躬尽力，死而后已！”这首表文蜀人称为“后出师表”，后主惟亮是从，即刻批准。
诸葛亮即引兵数万，道出散关，进围陈仓。陈仓是魏大将军曹真使部将军郝昭把守，昭字伯道，太原人氏。知兵善战，智勇兼全，他一到陈仓便把工事修整得坚固无缝。等诸葛亮领兵到来累攻不下。亮想了一个办法，他遣郝昭乡人靳详到城下去招降郝昭，郝昭却在城楼上回答说：“魏家的科发你们是知道的，我已经成了魏臣，死也是为魏而死了，请你不要多讲，回去告诉诸葛亮能攻即攻，不能攻就退！”靳详听了魏将的回答知道不可动摇他们的心，便还营告诉诸葛亮。亮再使靳详至城下与魏臣说明利害关系，劝魏臣不降会后悔的。谁知道郝昭更加坚定的说：“我前言已定，何必再说。我与你原先是相识的人，今天恐怕我的箭头就不认识你了。”说着便拈弓搭箭，想射靳详，吓得靳详慌忙退回。这时也触动了诸葛亮。他也立即麾兵猛攻，城上矢石如雨，无隙可乘。亮改用云梯数十具，四面攀登。郝昭用炙箭注射，梯被烧断，兵皆坠死。亮再用火冲车攻城，昭又用绳素穿石，猛力掷下，一阵又全部折断。亮又遣人运士填堑，暗掘地道入城，昭内筑重濠，猛截地穴，使蜀兵无从钻入，好容易已过旬日一点儿也没有攻下。
曹真遣将军费耀援昭，魏主曹睿，又使张邰带兵迅速赶到。这时诸葛亮正在考虑军食不多了，要去筹军粮的问题，又闻得魏兵大至，只好撤围引兵回归，但密令魏延领兵待后。魏延即徐徐退回。忽然后面尘土飞扬，喊声紧逼，料是魏兵追来了，魏延便令部兵张旗先行，自率锐骑数十，伏于林箐中，静侯魏将。魏将乃是王双，望见前面旗帜，总顾挥兵急追。魏延等他骤马跑过，却握刀突击，大喝一声，不等王双回头，便从他背后劈去，连肩带头砍落马下。魏兵见主将毙命，当然骇散。延得再驱杀一阵，枭得许多首级，然后返入汉中，向亮缴令。
诸葛亮撤围以后休息了月余，又是冬尽春来，已是建兴七年（230）。再遣部将陈式出攻武都，阴平二郡。魏雍州刺史郭淮，引兵来援，与陈式相持数日，诸葛亮用奇兵助式，击退了郭淮，很快攻下了二郡城池，留将把守。自回汉中，后主刘禅复拜诸葛亮为丞相，亮想辞去，经诏使费祎相劝还是受命。
联吴发兵讨魏
诸葛亮率军北伐，经两次大战，虽取得了些胜利。但也深感曹军的强大，而自己人马虽然勇敢，而且齐心，但毕竟兵的数量过少，力量较之总要差一些。于是他与东吴孙权取得联系，与他合作东西进攻，两国各发兵十万浩浩荡荡前来。魏主曹睿见势头，决定使将军秦朗督兵三万，往长安会合司马懿，一同拒蜀，自率将士东行抵敌吴兵。
吴主孙权正出兵巢湖，准备进攻合肥，新城。并遣陆逊等入江夏沔口，西指襄阳，令孙皓等人淮北，目标广陵淮阴。魏主曹睿也遣将分堵，自己乘龙舟东下，直达寿春，援应合肥。合肥守将满宠设一计策，装作放弃合肥新城，以诱敌至寿春城下，然后再合兵围攻。曹睿却不从。硬令满宠率众坚守，等待援应。
这时东吴那边，有陆逊献计给孙权，愿出奇兵去裁断曹睿的归路。不幸被魏兵巡逻的人所知，计不得行。吴将诸葛瑾闻知，忙报以陆逊。逊才催人去栽种蔬菜。自己与诸将作棋。显得无事一般。诸葛瑾看见陆逊这种形态，心里有点慌张。陆逊看出后，且对瑾说：“军机泄漏，我有所探知。但若带兵撤退，敌人必定来追，岂不更危险么？”说完便邀瑾入后帐，密嘱数语，瑾欣然趋出，仍督舟师向衮阳城。陆逊这时也摧动陆军，与诸葛瑾的兵并进。魏衮阳守将刘劭，本来已经得到了曹睿的指令出兵攻瑾。一听得是陆逊亲自出兵到此，便慌忙引退。陆逊到了白河口，便暗遣部将周峻等，分别的赶到江夏、新市、安陆、百阳。魏兵搞不清什么名堂，只好不敢出来，任他来去自由。那吴主孙权，督攻新城，反被满宠选得壮士毁去了攻击的战具，只得失利退归。陆逊听得吴王已退，然后也得引还，毫无损失安然抵镇。孙昭等也即回来。魏王曹睿素闻陆逊有名，还恐他截击白路，知道了吴兵东返，也不敢进逼，掉转头来西行。这时诸将请示主睿去长安合兵攻蜀，曹睿独说：“吴既却兵，蜀自丧胆。司马大将军自己有能力制敌就不需要麻烦我亲自去了。”司马懿只好自带兵前往。不久司马懿便向曹睿报告说：“蜀兵出屯五丈原，（今陕西郿县）现在只有以守为战，等到蜀兵粮尽自然退师。”曹睿接到军报后，揣知司马懿的意图。只令懿约束诸将，坚壁固守，有敌到来，就坚决拒击。
原来司马懿与诸葛亮战过数次，败多胜少，此次又闻亮要来争功，当然打定主意但守勿战。当诸葛亮出兵到达漕南时，司马懿即在引兵渡渭水，准备在渭水靠背立寨。他对其他诸将说：“诸葛亮若动武功依山来追。我们就麻烦了，若是西出五丈原的话便可无忧。”今闻亮果出五丈原中，乃使郭淮守住北山。亮已令运粮军士用着木牛流马，果至斜谷口集中。准备久驻待战。目前则派兵屯田，至渭水两岸，到处种作，惟严格纪律，不准侵犯群众利益，扰乱居民。应该兵民相安无事。亮满以为就地获得了许多粮食，以后就好与司马懿坚持到底，免得奔波往返再致徒劳。谁知屡遣人下战书促懿出战，并且提出无论斗将斗兵斗阵任司马懿自己选择，可懿只是不出。后经亮摧逼不过懿才勉强答应斗阵法，于是亮布置好八褂阵，司马懿亦认识，及遣戴凌等攻打。哪知戴凌等一入阵中，辩不出什么方向，没头没脑的乱撞，终被蜀兵个个擒住。诸葛亮命把魏兵剥去衣甲，一律放回，叫他们告诉司马懿，要他自己亲自出来攻阵。懿佯约明日，收兵回营意不复出，亮遣人责备司马懿背约。司马懿始终坚持忍辱，置之不答。这是诸葛亮第六次北伐（第四、五此见魏明帝传）也是最后一次北伐与司马懿对峙了一百多天。八月诸葛亮积劳成疾，不久病逝军中。
重挫曹魏无能兵
蜀汉延熙元年皇后张氏病殁。又立后妹张氏为继后；立长子璇为皇太子，次子瑶为安定王。改建新十五年为延熙元年（238）。还有车骑将军吴懿也是这年病亡，所以诸军统归蒋琬节制，监军姜维为副。琬与维分别驻守汉中及涪城。至延熙六年（243）蒋琬抱病甚重。故令姜维屯涪城另选得镇北大将军王平往守汉中。