马谡刚愎自用、独断专行，不依诸葛亮事先叮嘱，又不接受王平劝阻，硬搬兵法，非要屯兵山上，以致被司马懿、张郃打败，街亭失守。
诸葛亮得知街亭失守，料司马会乘胜来攻，立即作好大军撤退安排。他命关兴、张苞各领三千兵马沿小路而进，如遇魏军，权作疑兵，待魏军退后速回阳平关；派张翼速去修整剑阁通道，以备撤退之用；姜维、马岱率本部兵马伏于山谷之中，待大军退尽，方可返回；命杨仪速差人去报告天水、南安、安定三郡官民，撤往汉中；另派人去冀县，接回姜维老母到汉中；再传令给赵云，命他率军断后，退回汉中。全军暗整行装，准备起程，诸葛亮自己到西城县搬运粮草。就在此时，忽接探报，司马懿率十五万大军杀奔西城。西城乃一座空城，武将已全部派出，城中只有文官，所引五千军士，已分一半去运粮草，城中剩下两千多士兵也全部在抢运粮草。一时战、撤均不可能，诸葛亮反复思量，忽然望见瑶琴，心生一计。
诸葛亮命军士速将城上旌旗隐蔽，城门大开，几个军士扮作百姓，洒扫街道。他端坐城楼，神情自若，安闲抚琴，身边只有两个小童。司马懿兵临城下，见状大疑，他素知诸葛平生谨慎，从不弄险，怕中埋伏，不敢冒进，又听到琴声激越，毅然下令：“火速撤兵！”诸葛亮化险为夷，他命令：“押运军粮，速回汉中！”
赵云断后，护大军安全撤离，未折一兵一骑，诸葛亮赠金五十斤、绢一万匹，以赏其功。赵云不受，将金、绢存入库中，留赏其他破敌之人。
马谡丢失街亭，迫使蜀军退回汉中，天水、南安、安定三郡得而复失，他与王平回营请罪。诸葛亮虽惜马谡之才，但为了严肃军纪，挥泪将马谡斩首。因自己用人失当，上表请求自贬三级，免去丞相之职，后主刘禅从之，将亮降职为右将军，行丞相事，照旧总督军马。
诸葛亮回到汉中，励兵讲武，聚积粮草，准备再次北伐。一日，赵统、赵广传来赵云病逝的噩耗，众将无不伤感，诸葛亮悲痛不已，叹道：“子龙身故，国家损一栋梁，亮失一臂膀，令人心痛之至！”
司马懿在西城中了诸葛亮的空城计后，回朝向魏明帝曹叡推荐郝昭把守陈仓，以防蜀军来犯。
东吴下书，希蜀军北伐中原。蜀朝中大臣对出兵伐魏尚有异议，诸葛亮再次上表请求北伐，获准。
诸葛亮二出祁山，派兵包围陈仓，因魏将郝昭守御甚密，连日攻城不下。曹叡命大将军曹真为大都督，率兵抵御蜀军，曹真派王双救援陈仓。王双骁勇善战，使陈仓更难攻取。姜维献计，假降曹真，曹真信以为真，险些送命。诸葛亮自引大军进攻祁山，连败曹真。
曹叡降诏，命曹真坚守不战，待蜀军粮绝，自会退兵。曹真不愿坐等，副都督郭淮献计，派孙礼假作运粮队运粮回营，以粮车为诱饵，待蜀军劫粮时，设伏歼之。此计被诸葛亮识破，他将计就计，令马岱等设伏兵，反将孙礼击败。诸葛亮因军中无粮，暂时退回汉中。王双引军来追，被魏延斩于马下，曹真闻之忧患成疾，回洛阳休养。
公元229年，东吴孙权称帝，遣使入川，通报消息。诸葛亮劝刘禅派使臣携礼品作贺，请东吴兴师伐魏，牵制司马懿。陆逊虚张声势，假言伐魏，以观时机。司马懿让曹叡只须防蜀，不必防吴，此时郭淮送来急报，陈仓守将郝昭病故。
建兴七年夏，诸葛亮三出祁山，率兵夺取了陈仓、散关，魏明帝曹叡任司马懿取代曹真为大都督，抗拒蜀军。司马懿知道曹真对自己有成见，亲自去看望曹真，说蜀军来犯，自己难当重任，且言词谦诚。曹真明白其意，也为不听司马懿之计深感愧疚，希望以国事为重，将大印交与司马懿。
司马懿率兵十万出长安，于渭水南岸下寨，令郭淮、孙礼袭击蜀军后路，去解武都、阴平之围，自己差人每日在蜀军阵前挑战。未料诸葛亮早已派姜维、王平夺下武都、阴平二地。郭淮、孙礼又遭蜀军前后攻杀，弃马步行逃回。
司马懿料孔明得了二地，必然去安抚百姓，不在营中，急命张郃、戴陵各引一万精兵，连夜动身，抄袭蜀军营后；自己引军在营前布阵，两军并力，欲夺蜀寨。张郃、戴陵刚行三十里，只见数百辆粮草车拦住去路，急传令退兵，忽听鼓角大震，伏兵四下皆出，中了诸葛亮之计，大败而回。司马懿只好闭门不战。
诸葛亮大胜魏军，所得器械、马匹不计其数，引大军回寨，每日令魏延挑战，魏军只是不出。诸葛亮思得一计，传令各处皆拔寨而起，一连退下三寨。张郃引兵追赶，司马懿也出兵包围蜀军，诸葛亮传令分兵袭击司马懿营寨，司马闻知大惊，提兵急回，蜀军随后掩杀，魏军大败。
诸葛亮正欲乘胜挥师进取时，忽闻成都来报：张苞病故。诸葛亮闻知放声痛哭，昏绝于地，自此卧病不起，不能理事，准备撤军暂回汉中，病愈再图进取。魏延却不赞同，要求大军留在祁山。诸葛亮知魏延心中素怀不满，不敢委以重任，决定即日回师。
建兴八年秋，曹真病愈，上表请伐西蜀，曹叡封曹真和司马懿为正副都督，率兵四十万，出长安，奔剑阁，直逼汉中。
诸葛亮观天象推知一月之内必有大雨，只派张嶷、王平二将各引兵一千去守陈仓古道。魏军果因连日大雨而退，王平得讯，报知诸葛亮。诸葛亮命魏延、陈式等领兵出箕谷，马岱、王平等出斜谷，缓缓而进；自己亲率大军，由关兴、廖化为先锋，随后进发。
司马懿担心魏军后撤后，蜀军会来追击。曹真却笑司马懿多疑，两人以十日为期，分兵两谷，赌赛蜀军是否来追。正在魏延出兵箕谷途中，邓芝奉诸葛亮之命，传令魏延不可轻进。魏延、陈式非但不从，反笑诸葛亮智者千虑，必有一失。陈式军先行数里，果遇魏兵埋伏，死伤惨重。诸葛亮为正军纪，斩了陈式。
曹真部将秦良发现蜀军出没，领兵探察，怎知中计被擒。蜀军换了衣甲旗号，押着秦良，骗开寨门，乘势杀入魏军寨内。曹真披挂不及，仓皇上马而逃。
蜀汉建兴八年，诸葛亮四出祁山，北伐中原，大败魏军，打开了祁山通道，又修书气死曹真。曹叡闻讯，下诏命坚守在渭滨的司马懿出战。蜀魏双方在渭水河畔摆下战场，布阵斗法。诸葛亮摆出八卦阵斗司马，使魏兵败退，司马懿率军逃回南岸。正当此时，都尉苟安奉永安城李严之命解运粮草至军中交割。苟安因好酒延误了十日，诸葛亮要按军法处斩，杨仪讲情，乃重责八十军棍。苟安被责，心中怀恨，连夜奔魏营投降。司马懿命他速回成都，散布流言，说孔明有怨上篡位之意，使刘禅召回孔明。
诸葛亮在祁山连胜魏军，正准备进兵，忽有诏召他回朝，被迫退军。为防司马懿袭击，命大军分五路而退，每日退军添灶而行。司马懿虽闻蜀寨空虚，人马皆去，但见蜀营每日增灶，怕中孔明之计，回军不追，蜀军安全撤回。
公元231年，诸葛亮又率大军五出祁山，因军中缺粮，密引兵至陇上割麦。司马懿早料及此，命张郃守卫祁山，自己率军到天水等各郡麦田守护。诸葛亮不得已妆神割麦，他令姜维、魏延、马岱三人装扮成自己模样，簪冠鹤氅，手摇羽扇，端坐四轮车上；左右二十四人，披发仗剑；前面一人手执皂旛，隐似天神。司马懿不知来者是人是神，逃往上邽，闭门不出。诸葛亮密派的三万精兵早已将陇上小麦割尽，运赴卤城打晒。
司马懿命孙礼率雍、凉兵马去袭剑阁，断蜀粮道，自引兵来攻卤城。此时正值蜀兵轮换，杨仪建议：“魏兵来得甚急，丞相可将换班士兵留下退敌，待新来兵到，然后换之。”诸葛亮认为：“用兵命将，以信为本；既有令在先，岂可失信。”坚持按期轮换。众军闻之，皆不愿走，愿随丞相迎敌。诸葛亮只好留下这批士兵，作好出战准备。
西凉军远道而来，人马困乏，蜀兵一拥而上，人人奋勇追杀，雍、凉兵抵挡不住，全面溃退，蜀军大获全胜。诸葛亮正决意乘胜追击，忽报李严有书告急，说东吴与魏联合攻蜀，要他立即回师。诸葛亮不得不急忙撤军，回返汉中，后来才知告急军情是李严为遮掩过失而谎报的。司马懿闻蜀军撤退，派兵追击。先锋大将张郃途经木门道中伏，被蜀兵乱箭射死。
建兴十一年，已是鬓角班白的诸葛亮又上奏蜀主，要六出祁山。诸葛亮往昭烈庙拜谒先主刘备，立誓此次再出祁山，当竭力尽心，一举成功。正当诸葛亮设台激励众将共破曹魏之时，忽然传来关兴病故的噩耗。诸葛亮强忍悲伤，命魏延、姜维为先锋杀出祁山。
司马懿调夏侯渊四子，率四十万大军迎战蜀军。
诸葛亮揣测司马懿的用兵意图后，决定乘虚攻北原，引司马懿领兵来救，而蜀军却暗取渭滨，乘竹筏顺流而下，放火烧断司马所搭浮桥以攻其后，再引一军去夺占司马的前营。哪知被司马懿一一识破，蜀军大败，死伤万余人。诸葛亮叹曰：“司马懿老谋深算，处处设防，如想胜他，的确不易。看来，仅靠我军，其事难成！”乃修书一封命费祎前往东吴，面呈孙权，请其念同盟之义，出兵夹击魏国。孙权允之，吴大帝嘉禾三年夏，吴起兵伐魏。
司马懿接到军情急报，心神不安，最终设下郑文诈降计。诸葛亮识破郑文诈降，迫使郑文修书让司马懿自来劫营。司马懿接书大喜，正欲披挂出行，其子司马师力劝慎行，司马懿采纳师之建议，命秦朗率军先往，自为后应，结果均中诸葛亮之计。司马懿懊悔自责不已，自此高挂免战牌，坚守不出，与蜀军在祁山脚下形成僵持局面。
魏蜀两军长期僵持，使远道而来的蜀军粮草接济十分不便，诸葛亮想尽办法引诱司马懿出战不成，便造出木牛流马转运粮草。
司马懿闻知有此灵便之物，非常震惊，立即派兵夺来木牛流马，并命营中工匠速速仿造，也用于搬运粮草。不想又中了诸葛亮之计，魏军所运粮草，尽成了蜀军囊中之物。司马懿大怒，率兵追杀，却又中了蜀军埋伏，险些丧命。他机警地将头盔弃于林东，自己向林西逃遁，才得以生还。
诸葛亮命魏延挑司马懿金盔在魏营前挑战，司马懿任其肆意辱骂，拒不出战。诸葛亮为作长久打算，只好令将士与当地居民一起种田以给军粮。
司马懿虽获知魏主曹叡已大胜吴军的喜讯，但仍坚守不出，亦不理会诸葛亮的祁山屯田，只待冬季大雪封山之时，蜀军不打自退。
诸葛亮对此深为忧虑，在明月高悬之时漫步营中，思及先主之志，感慨万千，萌生上方谷火攻一计，欲一举消灭司马懿，以直逼长安，挺进中原。
