司马懿主力行至隃麋，听闻诸葛亮已开始收割上邽之麦，诸将皆惧，担忧自身粮草问题。司马懿安抚众将，说诸葛亮虑多决少，过于保守求稳，必安营自固，然后割麦。司马懿又吹嘘，日夜兼程，只要两日即可赶到上邽。
但由此地，经大路行军，至上邽也要多日。诸葛亮在上邽击败郭淮后，留下部分兵力割麦，自己则领兵入广魏郡，恰与一路疾行而来的司马懿在上邽之东相遇。司马懿长途行军，倍加疲劳，只好避而不战，择险要休整了一段时日。因为曹魏大军“敛兵依险”，诸葛亮也没有发动攻势。
此时麦子已收割大半，诸葛亮开始后撤。司马懿一度遣轻骑试探虚实，双方才一接触，诸葛亮就领兵后退，一路退至卤城，依托选好的阵地防守。司马懿则紧紧跟随，加以逼迫，却不交战。
诸葛亮曾描述：“今上（邽）县之战，更在贼门，战地平如案。” [32]诸葛亮不愿意在上邽周边作战，因为这一带地势较平，利于曹魏发挥骑兵优势，且“更在贼门” [33]，处于上邽城的威胁之下，退至地势险峻的卤城山区，更有利于蜀军。司马懿一路跟进，也收割了上邽剩余的麦子，但数量有限，杯水车薪。
卤城成了双方交战的中心点。《水经注》载，西汉水“水北有盐官（卤城），在嶓冢西五十许里”。《地理志》载：“祁山在嶓冢之西七十许里，山上有城”，以此推算，卤城距离祁山堡二十里。诸葛亮至卤城后，司马懿又追了上来，也是占高点，挖堑壕。
此后发生的卤城之战，谁胜谁负，各方记录不一。
据《晋书》载，司马懿大获全胜。司马懿一路追至祁山，诸葛亮屯卤城，据南北二山，断水为重围。司马懿发动攻势后，诸葛亮畏战，夜间逃遁。司马懿纵兵追击，大破之，俘斩以万计。
据《汉晋春秋》载，诸葛亮大获全胜。司马懿畏惧诸葛亮，登山掘营，不肯交战。坚守祁山堡的贾栩、魏平联系上主力后，胆气大壮，数次请战，司马懿不许，众将议论：“公畏蜀如虎，奈天下笑何。”至五月，司马懿、张郃终于出击，南北夹击卤城，结果大败。诸葛亮大胜，“获甲首三千级，玄铠五千领，角弩三千一百张” [34]。
历史记录中的矛盾之处，在于这是两场战役。
第一战，诸葛亮占据南北二山，分设营垒，在西汉水“断水为重围”。司马懿出击了一次，“攻拔其围，亮宵遁”，至于俘斩万计，则不可信，乃中国古代文人一贯的浮夸计数。也有一种可能，诸葛亮故意示弱，引诱司马懿来攻。
诸葛亮前军与司马懿交战失利后，诸葛亮收缩兵力，祁山堡之围被解。司马懿则驻军卤山之北，守卫祁山堡的贾栩、魏平与魏军主力南北呼应。诸葛亮将自己置于合围之中，还有一个因素，等待轲比能从更北方夹击。但轲比能至北地郡后如何行动，史书无载。
第二战，此时的格局是，诸葛亮陷于曹魏南北包围之中，故而曹魏将领纷纷求战。特别是祁山堡守将贾栩、魏平不断求战，要求夹击卤山诸葛亮。主将司马懿面对这个局面，内心狐疑，一向求稳的诸葛亮，冒险将自己置于合围之中，其中必有后手。故而司马懿不肯出战，“病之”了一段时日。
至五月，考虑到粮草供给问题，司马懿不再坚守，决定进攻。司马懿进攻魏延、高翔、吴班三将防守的北围，张郃进攻王平防守的南围。此战司马懿在各方面都占尽优势，却被早有准备的蜀汉击败，损失惨重。战后司马懿主力往上邽方向撤退，也好补给粮草。贾栩、魏平再回祁山堡固守。
诸葛亮乘胜北上，威逼上邽，寻找机会再进行主力会战。司马懿大败之后，已无心再战，此阶段双方在上邽附近对峙了将近一个月。
司马懿在上邽所得麦子，终究有限，限制了他的军事行动。是时，“陇右无谷”，曹魏一度计划从关中运粮，但路途遥远，耗费人力巨大。还是郭淮有办法，恩威并施，逼迫羌、胡等部捐粮，方才解决军粮问题。
总体而言，此时蜀汉军占据主动，保持了北进的态势，但由于突然出现的粮草将尽问题，全军攻势不得不停止。六月，蜀汉全军经木门道回撤。回撤途中，在卤城之北，爆发了木门伏击战。
蜀汉大军撤退后，司马懿命张郃领兵追击。张郃很是不满，认为“归军勿追”，且此前已有王双追击被杀的教训。但司马懿不听，此前的大败让他需要一场胜利挽回颜面，所以坚持己见。张郃无奈，只得领兵追击。
诸葛亮在军法中就指出：“依山附涧，高林深谷，此弓弩之地” [35]，木门一线，正符合了弓弩之地的特征。撤退途中，蜀汉军在狭长的木门（青封）两边高处设伏，张郃追击时，遭到伏击。蜀汉伏军，“乘高布伏，弓弩乱发，矢中郃髀” [36]。此时乃是夏六月，张郃大腿中箭后，伤口感染，于当年七月去世，曹魏五子良将至此全部落幕。司马懿折了张郃，名义上击退了蜀汉大军，也是额外的收获。
张郃的意外陨落，为诸葛亮第四次北伐，获得了可以炫耀的战绩。诸葛亮之所以退兵，是因为粮草不足；之所以粮草不足，因为后方的李平（李严）没有配合好。此年诸葛亮出兵时，李严已改名为李平，负责督运粮草。此年春，诸葛亮出兵时，曾告知李平自己对曹魏的作战计划：“上计断其后道。中计与之持久。下计还住黄土。” [37]下策便是，粮草不足时撤兵。
入夏之后，持续阴雨，道路泥泞，导致蜀汉运粮至前方很是艰难。负责运输军粮的李平，遣参军狐（马）忠、督军成藩，至前方“喻指，呼亮来还” [38]。也就是告知诸葛亮，受天气影响，粮草难以运到前方，建议撤兵。一说认为，“喻指”，乃是假传后主刘禅旨意，令诸葛亮回师。接到军粮将断的消息后，诸葛亮不得不放弃此前获得的优势，领兵撤回汉中。
但诡异的一幕出现，李平听闻诸葛亮撤兵后，却表示惊讶：“军粮饶足，何以便归？”随后李平上表刘禅，认为：“军伪退，欲以诱贼与战。” [39]即诸葛亮退军，乃是诱敌之计，与自己无关。
李平如此混乱的表现，让后世史家瞠目结舌，这其实是李平与诸葛亮矛盾的总爆发。李平带领两万江州兵入汉中后，兵权旁落。李平此前提出的要置巴州、开府等条件都没实现，手中的军权又被剥夺，如何能甘心？于是玩起了阴招，给诸葛亮穿小鞋。
诸葛亮在《公文上尚书》中大骂李平：“平为大臣，受恩过量，不思忠报，横造无端，危耻不办，迷惘上下，论狱弃科，导人为奸，情狭志狂，若无天地。” [40]诸葛亮对李平可谓恨之入骨、咬牙切齿了，与二十多位将领代表联名上书，请将李平废为平民。
在真相暴露后，李平一度想要逃跑，先称病跑回沮县（今陕西勉县茶店镇）。诸葛亮军至沮县，李平再逃至沔阳（今陕西勉县），经参军狐（马）忠劝阻，方才没继续逃跑。诸葛亮返回成都后，在朝堂上当面对质，李平还想抵赖。但诸葛亮将李平前后的手疏都拿出来，李平词穷情竭，只得叩首谢罪。
秋八月，都护李平废为平民，徙梓潼郡。李平到底是刘备临终选定的顾命大臣之一，诸葛亮虽然痛恨，也不好下杀手。李平之子李丰，兵权被夺，在相府任从事中郎，江州军政大权被诸葛亮所控制。
至于曹魏方面，自然大肆吹嘘胜绩，魏明帝曹叡遣使者犒军，增封邑。军师杜袭、督军薛悌认为：“明年麦熟，亮必为寇”，陇右无谷，应提前准备。曹叡却认为，诸葛亮四次北伐无功，此后再出，必定不会攻城，也不会经陇右，当求野战，必在陇东。曹叡判断：“亮每以粮少为恨，归必积谷，以吾料之，非三稔不能动矣。” [41]
三年之后，诸葛亮果然来了。
说功业：大星陨落五丈原
建兴十二年（234）二月，诸葛亮发动第五次北伐，也是他最后一次北伐。
诸葛亮此年已五十四岁，儿子诸葛瞻才八岁，本可晚年安享天伦之乐。可横亘于胸中的抱负，改变蜀汉不利战略格局的目标，兴复汉室的理想，使他再一次领兵出征。出征之时，诸葛亮在给兄长诸葛瑾的信中说起儿子：“瞻今已八岁，聪慧可爱，嫌其早成，恐不为重器耳。” [42]宠爱不舍之情，满溢字里行间。
为了这一次出击，诸葛亮做了两年多的充分准备。
汉中气候温和，河流众多，水源丰富，适合发展农业。建兴十年（232），诸葛亮在汉中大力发展耕作，“休士劝农”，组织士兵屯田，招募各地流民迁至汉中，垦荒种田。诸葛亮发展水利，整修“山河堰”，扩大土地灌溉面积。诸葛亮又教兵讲武，打造兵器，排练八阵，大幅提升军队的战斗力。
“世上俗儒宁辨此，高台当日读何书”，汉中今日犹存诸葛读书台，云诸葛亮处理完公务后，闲暇之时，于此读书小憩。诸葛亮凭借个人的超凡魅力和复兴汉室的伟大旗帜，虽然施行各种征调，也仍能激发出蜀汉内部的激情与斗志，使人们服从于北伐此项宏伟目标。
建兴十一年（233），诸葛亮积极筹划北伐，调用人力，运输大量粮草至前方，又建“邸阁”，相当于储存粮食、武器的仓库。赤岸邸阁距汉中更近，斜谷邸阁则靠近曹魏关中，便于战时物资供应。
为了安心北伐，诸葛亮派兵平定南中叛乱。此年南中豪帅刘胄起兵反蜀汉。时任庲降都督张翼严苛治理地方，与南中豪族关系紧张。刘胄举兵之后，张翼出兵讨伐失利，诸葛亮以马忠代替张翼出征。马忠在南中斩杀刘胄，平定此次叛乱。马忠，本名狐笃，也称狐忠。马忠军事才能出色，在诸葛亮南征时，负责攻打牂牁郡，立下战功。
诸葛亮驻屯南中后，马忠担任丞相参军，辅助长史蒋琬处理相府事务。在第四次北伐中，李平派遣马忠至前方，告知诸葛亮军粮难以运送，导致诸葛亮退兵。此后在李平逃跑时，经由马忠劝说，未曾酿成大患。
虽有各种变动，此期间诸葛亮练兵颇有成果，曾自负云：“八阵既成，自今行师，庶不覆败。” [43]诸葛亮所练八阵，被后世各种神化，各种天花乱坠，无所不能。其实八阵在当日不过是各个军种协同作战而已。曹魏骑兵强大，在野战中占尽优势，故而诸葛亮一直挑选合适的战阵，以压制骑兵优势。诸葛亮所练出的八阵，乃是通过车阵、弓弩等组合，克制骑兵优势。
八阵并不是诸葛亮首创。早在东汉，窦宪攻打北匈奴时，就用过八阵。据班固《封燕然山铭》碑文，“云辎蔽路，万有三千余乘”“勒以八阵，莅以威神”，以成规模的车阵应对匈奴骑兵。 [44]诸葛亮也认为，遇到骑兵来犯，用车阵应对。
至西晋时，马隆依八阵图，造偏箱车，对付鲜卑骑兵。其战法是，地形开阔则设鹿角车营，“路狭则为木屋施于车上，且战且前，弓矢所及，应弦而倒” [45]。诸葛亮也提出，“地狭者，以锯齿而待之” [46]，可见马隆受诸葛亮影响。北魏时期，重臣高闾曾建议朝廷，选用六万士卒，“采诸葛亮八阵之法，为平地御寇之方” [47]，也是以车阵对付骑兵。
此次北伐，没有走陇西大道，而是走褒斜道，出斜谷口，向东可以威胁长安，向北过渭水则可截断关中与陇右通道。此次未经陇右出祁山，也是汲取了此前的教训。陇西地区自然环境恶劣，后勤补给困难，且此地相对贫瘠，大军进入后，难以在当地取粮。出斜谷后，进入关中平原，则更为富庶，也可就地取粮。赵云在世时就认为：“早图关中，居河、渭上流以讨凶逆，关东义士必裹粮策马以迎王师。” [48]赵云已去，关东义士也无存矣，人世变代，空存嗟叹。
得到蜀汉出兵消息后，主持关中、陇右军事的魏大将军司马懿，先期率大军赶至渭水之北。在战前会议上，诸将多主张驻军渭水北岸，结阵以待，司马懿则认为：“百姓积聚，皆在渭南，此必争之地也。” [49]司马懿留一部分军力驻于渭北，在渭北阳遂、北原等要隘建立围守，自己亲率大部渡过渭水，在渭水南岸背水为垒。
司马懿结合诸葛亮求稳不求险的性格，对蜀军的动向加以预判：诸葛亮如果不求稳，则过武功水往东进攻，冒险直扑长安，杀入关中，如此很难应对。如果求稳，则会选择驻兵五丈原，如此则不足为患。
蜀汉受国力限制，最大动员兵力不过十余万，此次诸葛亮号称出兵十万，实际上不足此数。曹魏内部对于此次诸葛亮领大兵北伐，很是紧张。司马懿在给弟弟司马孚的信中，先是吹嘘一番，再加以安慰：“（亮）虽提卒十万，已堕吾画中。” [50]
魏明帝曹叡虽为人奢淫过度，却有着出色的军事才能。此时他还需要警惕东线的孙吴，故而只给了司马懿两万援兵。不过曹叡对此战很有把握，指示司马懿：“但坚壁拒守，以挫其锋，彼进不得志，退无与战，久停则粮尽，虏略无所获，则必走矣。走而追之，以逸待劳，全胜之道也。” [51]曹魏乃是内线作战。保持守势，持续耗下去，则内线作战在后勤上的优势会不断增加。
在陇右，曹魏方面也做了充分准备。此前每次诸葛亮北伐，边兵不足以应对，要长途抽调精兵增援。此时已经预选精锐步骑二万，部署在陇右。又因关中持续遭遇战火，谷帛不足，所以遣冀州农丁五千，屯田于上邽，秋冬习战阵，春夏修田桑。
建兴十二年（234）夏四月，诸葛亮兵出斜谷，屯驻渭南五丈原（今陕西岐山）。褒斜道“斜谷阻险，难以进退”，诸葛亮大军花费近两个月时间，方才全军走出山谷。
五丈原（塬）在渭河之南，武功水之西，乃是一块凸起的黄土台塬，海拔七百余米，险峻异常。五丈原，横亘在黄土高原上，北是渭水，东为武功水。武功水从斜谷流出，注入渭水，将渭水南岸又分为东西岸。
五丈原上地势平坦，可以大量驻军。诸葛亮将大本营设在五丈原，试图北渡渭水，直入关陇交接地带，以实现占领陇西的目标。五丈原地势优越，大军驻扎，易于取水，也可隔河防守。此地距离斜谷口不远，也方便粮草运输。诸葛亮至五丈原，分兵屯田，为久驻之基。蜀汉士兵与渭水当地民众一起耕作，百姓安定，军无妄动。
司马懿占据渭水南岸，扎营在渭水与武功水交汇之处。不管诸葛亮是渡渭水还是武功水，都处于司马懿监视范围之内。在武功水之东，马冢高地上也有魏军驻扎。
诸葛亮与司马懿在渭水之滨对峙。后世传说，诸葛亮乘舆，葛巾，持白羽扇，指挥三军，如仙似幻。此时诸葛亮乘舆而不骑马，约是此时身体状况已很差，不能骑马了。白羽扇的主要功能是战时指挥作战，而非名士清谈。羽扇指挥作战，很早就有记录。楚国令尹孙叔敖高枕而逍遥，会理忘言，执羽扇而自得，使敌国不侵，折冲千里之外。
北原位于渭水北岸，乃是关中平原上地势较高的台地，面积广阔。诸葛亮如果突然过渭水，抢占北原，则会断绝前往陇西的通道。郭淮虽然屡吃败仗，可对自己的根据地陇西很是关心，建议加强后方北原的守卫：“若亮跨渭登原，连兵北山，隔绝陇道，摇荡民、夷，此非国之利也。” [52]
司马懿支持郭淮的想法，由郭淮领兵至渭水北岸驻屯，修建堑壕。堑垒未成，蜀兵果然渡过渭水来袭，被有所准备的郭淮击退。诸葛亮过渭水后，又领兵西进，将领们判断是要进攻西侧的魏军营地。但郭淮判断，诸葛亮这是在引诱魏军，真实目标是攻击东边的阳遂。近代学者卢弼认为，阳遂在渭水以北、积石原以东。一说认为，阳遂乃今陕西眉县或是扶风县境之渭河北岸。
此外，司马懿也早就判断诸葛亮将渡渭水发动攻击，提前遣将军周当屯驻在阳遂。司马懿以周当为诱饵，等着诸葛亮上钩，诸葛亮却很有耐心，反向西运动。司马懿判断，诸葛亮一直不攻阳遂，乃声东击西，阳遂才是真正目标。司马懿遣将军胡遵、雍州刺史郭淮加强阳遂守卫。后诸葛亮大军果然前来，双方于阳遂积石原，临原而战。蜀汉军不得进，退还于五丈原。
关于诸葛亮第五次北伐的记录，相对比较混乱、简单。从仅存的记录来看，蜀汉军占据主动，以攻势为主，曹魏军比较被动，以防守为主。此次战事中，曹魏一方的主动攻击很少，在武功水东的一次攻势，可以说是此番双方最大的一场战事。
渭水支流流经武功县，故称“武功水”。诸葛亮早先就已遣虎步监孟琰，领兵据武功水之东，警戒马冢高地上的魏军。马冢地势较高，很难攻打下来，是故一直不攻。孟琰出自南中大族孟氏，乃孟获的族弟，也是老于战阵，此次独当一面。
至夏季时，秦岭雨水下流，注入渭水、武功水，水位暴涨。在武功水东的孟琰与诸葛亮主力隔绝，成为孤军，司马懿把握到了战机。司马懿下了重注，出动骑兵万人，来攻孟琰军营。一次出动骑兵万人，也可见曹魏军事实力。诸葛亮苦心经营数年，不过打造出了千余人的骑兵部队，这也就能理解为何诸葛亮避免与魏军在开阔地带交战。
面对曹魏骑兵大军，武功水东岸的孟琰孤军危急。诸葛亮发挥自己的理工天赋，一方面迅速营造竹桥，遣兵过武功水增援。一方面则命将士，用强弓劲弩，隔着武功水密集射击，阻滞骑兵冲击。曹魏骑兵遭到箭雨杀伤，且竹桥已成，司马懿无心恋战，引兵退回。
此战，是诸葛亮亲自指挥的最后一战，战后双方继续对峙。
诸葛亮数次挑战，司马懿坚守不出。《魏氏春秋》云：诸葛亮使出大杀招，馈赠司马懿“巾帼妇人之饰”。隐忍阴狠是司马懿的底色，怎会被此刺激。不过司马懿军中群情激愤，为了平息众将怒火，司马懿将球踢给了魏明帝曹叡。战前曹叡给他定下的战略就是“坚壁拒守，以挫其锋”，慢慢耗尽蜀汉军粮。司马懿装作很愤怒地上表请战，曹叡也很配合，派出骨鲠之臣辛毗为大将军军师，持节至前方军营，阻止魏军出战。硬骨头辛毗一到，六军皆肃，莫敢违反。
司马懿有曹叡支持，激情表演。诸葛亮再来挑战时，司马懿表现得勇不可当，若猛虎出山，领兵准备出战。此时辛毗持杖节，立于军门之前阻止，司马懿心中暗笑，装作无奈退兵。司马懿演技过人，后与曹爽争权时，装老年痴呆，一装两年，骗过了曹爽。姜维听到辛毗杖节入魏军后，很是失望，对诸葛亮道：“辛毗杖节而到，贼不复出矣。”诸葛亮对司马懿的表演却看得清楚：“彼本无战心，所以固请者，以示武于其众耳。” [53]
七月，东线战局发生变化。曹叡亲自东征，与孙权在合肥会战。孙权久战无功，撤军而去。孙权大兵十万来攻，却无功而返，后世送了一个雅号“孙十万”。取胜后，有大臣建议曹叡，乘胜西狩长安，督军击溃诸葛亮。曹叡在军事上的眼光比较老辣，认为司马懿足以对付诸葛亮，不必增援。
得了东线胜利的消息后，司马懿大喜过望，命二千余人在军营东南角，高声狂呼“万岁”。虽在敌对阵营，不影响往来，诸葛亮很是好奇，派使者至魏军大营，询问狂呼缘由。司马懿回复汉使：“吴国有使至，请降。”诸葛亮听后，挖苦司马懿：“卿是六十老翁，何烦诡诳如此？” [54]司马懿年长诸葛亮两岁，将近六旬矣。
不过狡猾的司马懿，从前来刺探消息的汉使口中，反而捕捉到了重要的信息。汉使得意炫耀，云诸葛亮衣食简单，“每日不过食米三四升”，诸葛亮事必躬亲，夙兴夜寐，“二十罚已上皆自省览” [55]。司马懿判断：“孔明食少事烦，其能久乎” [56]，更加坚定了避战。
对战局影响最大的变数果然出现，诸葛亮病重。
诸葛亮日常忙碌，心力交瘁，饮食极少，出兵五丈原持续百余日，战事、后勤、屯田、人事等，无一不亲自操劳，他已是油尽灯枯。诸葛亮生前，一切操控于己手，以北伐的坚强信念支撑着一次次战事。诸葛亮从不行险，应变将略，非其所长，其在军事上的持稳，使其虽无大胜，也无大败。可理念支撑下的长久冲突，在消耗了蜀汉国力的同时，也耗尽了诸葛亮的生命力。
八月，诸葛亮自感身体不适，将不久于人世，给后主刘禅上表，交代身后事。刘禅当了这么多年甩手掌柜，一看大厦将倾，也是心惊，赶紧派尚书仆射李福到五丈原探望。诸葛亮托李福转告后主，死后遗骨不必运回成都，就近葬于沔阳定军山下，靠山造坟，一切从简，墓中不设随葬器物。
临终之前，诸葛亮饱含着父爱，给儿子留下了不朽名篇《诫子书》：
夫君子之行，静以修身，俭以养德。非淡泊无以明志，非宁静无以致远。夫学须静也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。淫慢则不能励精，险躁则不能治性。年与时驰，意与日去，遂成枯落，多不接世，悲守穷庐，将复何及。
建兴十二年（234）八月下旬，在与司马懿相持一百多天后，诸葛亮病逝于军中，享年五十四岁。诸葛亮葬在沔阳定军山，“因即地势，不起坟垄”。沔阳乃是诸葛亮北伐的后方基地，葬于此地，也是北伐未了、汉室未兴，存遥望中原之心了。是故，后世认为诸葛亮虽行法家之术，却存儒家王道之心。
秋风掠过五丈原，大星陨落王道崩。当蜀汉军退去时，民众奔走相告，司马懿出兵追击，此时领兵断后的长史杨仪在姜维建议下，反旗鸣鼓，似欲交战。司马懿本就无心恋战，见蜀汉军有异动，乃坐视蜀汉军退去。待蜀汉军退尽，司马懿才入五丈原大营，带着满腔好奇与对诸葛亮的崇敬，观摩蜀汉军营垒，又收获了各类文书及大量粮谷，由此可知蜀汉军此次粮草供给充足。
此时司马懿判断，蜀汉军中，必有大变，下定决心追击。辛毗认为，蜀汉军中是否有变，尚未可知，还需谨慎。司马懿反驳：“粮草乃军家所重，岂会轻易舍弃？宜急追之。”魏军急追，关中道路多有蒺藜，司马懿命军士二千人，着软材平底木屐前行，将蒺藜用木屐踩尽，然后马步军快速追击。一路追到赤岸邸阁，才知诸葛亮已去世，曹魏这才退兵而去。
蜀汉处境之艰难，诸葛亮心中深知。可他一次次领兵，发动北伐，试图改善提振蜀汉的战略格局，最终陨落五丈原。后世常叹息诸葛亮早逝，遂使北伐无望。若诸葛亮不早逝于五丈原，则蜀汉格局就能改变？后世史家评论：“盖以内忧言，以转轮言，以士气言，以实力言，蜀之将亡，固兆孔明出师之际。然使孔明老寿，至于八十九十，其能免于亡国之辱，败师之痛乎？亦未必也。” [57]
对诸葛亮持续北伐，后世争议不断。非议者认为，诸葛亮罔顾蜀汉实际情况，连年兴师动众，屡战无功，劳累民众，乃是必然失败。赞成者认为，诸葛亮以攻为守，通过持续北伐，高举复兴汉室的大旗，震慑了曹魏，北伐是得多于失、利大于害。但持续战事，需要加大对民间的征调，是故“西土苦其役调” [58]。
诸葛亮鞠躬尽瘁，试图力挽狂澜，兴复汉室。可汉室之兴，与万千底层民众之间，又有什么关系？谁做皇帝，都是凌驾万民之上，以天下供养一人，区别不过是盘剥程度多少罢了。至蜀汉覆灭时，谯周走出了蜀汉大国迷思，他力主投降，兴亡与否，百姓皆苦，汉家运祚，随他去了，干百姓何事？
未了案：魏延真的谋反了？
在后世历史的不断层累创造中，魏延被加工成了一个天生“反骨仔”的形象。在实际历史中，魏延能力超群，很得刘备欣赏，乃至被重用，坐镇战略要冲汉中，而这一点在后世的演义故事中被有意识地淡化。
魏延原属刘表帐下，后刘表亡故，曹操南征，刘琮将荆州献于曹操，魏延转投了长沙太守韩玄。赤壁之战后，刘备攻取荆南四郡，韩玄等投降，魏延也随之成为刘备属下。之后魏延率领自己的部曲，随同刘备入蜀。魏延鞍前马后，一路征战，随着刘备一起打下益州。
在此过程中，魏延的能力足以给刘备留下深刻印象。建安十六年（211），魏延“随先主入蜀，数有战功，迁牙门将军”。此时，虎将赵云不过是牙门将（相当于千夫长，中级军官），足见魏延在刘备心中的地位。
建安二十四年（219），刘备夺取汉中，要选一重将镇守汉中。汉中地处关中与巴蜀之间，“北瞰关中，南蔽巴蜀，东达襄邓，西控秦陇，形势最重” [59]，乃益州屏障，是刘备北伐的前进基地。
此时关羽坐镇荆州，众人都以为，宿将张飞才是不二人选。张飞自忖，必属自己。不想刘备行出人意料之举，以牙门将魏延担任督汉中镇远将军、领汉中太守，一军尽惊。此时赵云则留在后方，驻守成都。
刘备重用魏延，问其如何应对曹操大军来攻：“今委卿以重任，卿居之欲云何？”魏延的回答豪迈逼人：“若曹操举天下而来，请为大王拒之；偏将十万之众至，请为大王吞之。” [60]拒吞之间，真有气吞万里如虎之势。魏延此等豪言乃是基于实力与自信而发，刘备闻之称善，众咸壮其言。
从建安二十四年（219）至建兴五年（227）诸葛亮出屯汉中前，魏延担任汉中都督长达八年。
魏延都督任内，“实兵诸围，以御外敌”。在汉中期间，魏延利用张鲁留下的防御堡垒，修整围堡，抵抗曹魏大军。魏延所筑兴势围，依兴依山而建。延熙七年（244），王平依托此围抵拒曹爽，取得大胜，乃蜀汉战略性的军事要隘。魏延所修缮、修建的系列堡垒，将汉中盆地打造成一体防御体系。
诸葛亮出屯汉中后，汉中防御牢固，只是做了一些完善，在汉中盆地西头筑汉城、东头筑乐城。景耀元年（258），姜维提出“敛兵聚谷”战术，即收缩兵力，依托汉中盆地内的重点围堡进行防御。
魏延在汉中都督任上，政绩显著，一向刻薄的杨戏后来也称赞他，“折冲外御，镇保国境”。魏延有能力，有野心，遇到赏识他的主子，自然能一展拳脚。迨刘备一死，刘禅软弱，诸葛亮大权独揽，魏延就不太受重用。作为文臣的诸葛亮原本与武将关羽不和，而魏延性格又与关羽类似，自然要加以警惕。
文武不和在蜀汉集团中不是个例。刘封个性刚猛，颇具武力，不被诸葛亮所喜，唯恐刘备一死，难以控制。诸葛亮劝说刘备将刘封赐死。文臣刘巴就瞧不起武将张飞。诸葛亮做工作，劝说刘巴：“张飞虽实武人，敬慕足下。”实是给足了刘巴面子。不想刘巴丝毫不理，云：“大丈夫处世，当交四海英雄，如何与兵子共语？” [61]“兵子”二字，鄙夷之气，直冲云霄。
不但文武不和，文人集团内部也有倾轧。彭羕恣意骄傲，多所轻忽，刘璋时任书佐小吏，被诽谤受髡刑，沦为徒隶，后经庞统、法正的推荐，得到刘备重用。成都既定，刘备提拔彭羕为治中从事。彭羕平步青云，形色嚣然，很是自得。彭羕能得刘备赏识，自有其能力所在，刘备数次命彭羕宣讲军事、指授诸将，都表现出色。乃至马超对彭羕说：“主公相待至重，谓卿当与孔明、孝直（法正字）诸人齐足并驰。”
彭羕的崛起引发了一个人的警惕，这就是诸葛亮。诸葛亮明面上与彭羕交好，私下却多次向刘备告密，说彭羕坏话，如“心大志广，难可保安” [62]。刘备被诸葛亮吹了耳边风，乃调彭羕为江阳太守。
彭羕心中不满，大骂刘备：“老革荒悖，可复道邪！”古者以革为兵，有兵革之说；老革者，老兵痞也。彭羕还游说马超：“卿为其外，我为其内，天下不足定也。”此语被马超告发，将彭羕收入狱中。彭羕在狱中写信给诸葛亮，自己狂悖失言，“负我慈父，罪有万死”，请求诸葛亮宽恕。诸葛亮虽号称“服罪输情者虽重必释” [63]，却没有原谅彭羕，将其诛杀，时年三十七岁。
建兴五年（227），诸葛亮以魏延为督前部，领丞相司马、凉州刺史，也就是统领前军了，镇东将军赵云则随诸葛亮驻汉中。
建兴六年（228）正月，诸葛亮在南郑召开军事会议，讨论北伐战略。会上魏延建议，由他统领精兵五千、民夫五千，经子午道，不过十日，可到长安。诸葛亮率主力出褒斜道，两路人马夹击长安。曹魏长安守将夏侯楙之妻为曹操的女儿清河公主，由此登上大位。夏侯楙勇而无谋，性无武略，却喜欢赚钱，又好色如命，多蓄伎妾，为此还和公主闹翻。魏延判断，一旦蜀国大兵突至，夏侯楙不敢战，必乘船逃走，如此一战而下长安。
南宋陈造评说，“向令魏延之策见用，长安或为亮有” [64]，也是书生空做雄论。子午道确实是抵达长安最近的道路，但问题在于，子午道沿线险峻，仰首高山耸峙，低头河流湍急，险峻无比，一些路段在悬崖峭壁上，凿出栈道，架设木桥通行。曹真伐蜀时曾走过子午道，花了一个月还没走到一半。
魏延此策，风险高，回报也高，如同一场豪赌——赌赢了，则拿下长安，赌输了，蜀汉军力大损。此时魏国的政治中心乃是洛阳，拿下长安，只能收复长安以西。诸葛亮平生仔细谨慎，认为此策风险过高，“不如安从坦道，可以平取陇右，十全必克而无虞” [65]，故不用魏延之策，也是有他的道理。
诸葛亮的选择是，大军出陇右，走陇西大道，这条道路最为遥远，但路况相对较好，行军容易，且有水道可资利用。但出陇右，绕道千里，后勤是巨大问题，“常千里负粮以邀一战，不以败还，即以饥退” [66]。且诸葛亮不信任魏延，第一次北伐时，将守街亭的重任交给马谡，导致街亭失守。不论魏延之策管用与否，诸葛亮选择的另外一条道路，被证明了是行不通的。
至于魏延，每随诸葛亮出征，迫切想要表现，要求独自领兵万人独行。诸葛亮一生谨慎，对魏延锋芒毕露的性格加以约束。魏延则以为诸葛亮胆怯，心中腹诽，只恨不得一展才华，彼此之间，也有芥蒂。
建兴八年（230），曹魏大兵，分四路攻蜀。魏延终于能一展身手，领兵出境，西入羌中，主动迎击陇右魏军。因为持续大雨，导致栈道中断，其他三路魏军退回，只有魏延与魏国大将郭淮、费瑶在阳溪交战。郭淮乃魏国老将，久经战阵，为人老成，威望颇高。羌中多为起伏山地，且曹魏主力乃凉州骑兵，魏延在外线战场上，化被动为主动，在阳溪大破郭淮。
魏延此战，在蜀汉一方中却没有详细记录，只是寥寥一句而已，盖因日后魏延举兵被杀，蜀汉一方视之为叛徒，不想过多提及。大军回师后，魏延因此战大胜，功封“前军师、征西大将军，假节，进封南郑侯”，已有蜀汉军方第一人的姿态。
东汉爵制，郡王为第一等，县侯、乡侯、亭侯为第二等，列侯大者食县，小者食乡、亭，此外还有级别更低的关内侯。蜀汉沿袭此制，魏延所得便是县侯。蜀汉国力有限，对于爵位控制得比较紧，加以限制，重要功臣多限于封乡、亭侯，赵云至死不过永昌亭侯。封县侯有迹可考者只有三人，即魏延、王平、姜维。
魏延领兵作战，智勇兼备，善养士卒，勇猛过人，乃大将之才。但魏延的个性孤傲，负地矜才，又被诸葛亮压制，对于文官也不是特别尊敬，遇上了个同样恃才傲物的杨仪。在刘备时代，杨仪与刘巴二人同为尚书，不想刘巴随后取代法正，升迁为尚书令。杨仪愤懑于胸，少不得各种怨言，由此“左迁遥署弘农太守”。后来杨仪得了诸葛亮器重，委以长史要职，却本性不改。魏延“性矜高”，杨仪“性狷狭”，二人针尖对麦芒，关系紧张，“每至并坐争论，延或举刀拟仪，仪泣涕横集”。
魏、杨二人争执激烈时，费祎入其座间，加以调解。不过《华阳国志》对《三国志》常有修改。杨仪、魏延之间关系，《三国志》描述为“延或举刀拟仪”，到了《华阳国志》中改为“延常举刀拟仪”。或，是偶尔；常，是经常。
杨仪、魏延不和，传播四方。费楙、董恢出使吴国，孙权喝醉，问起杨仪、魏延二人不和之事。孙权酒一多，话也多，认为二人乃“牧竖小人”，又提醒：“若一朝无诸葛亮，必为祸乱矣。”此事传到诸葛亮耳中，诸葛亮大为赞叹，深以孙权有识人之能。诸葛亮早知道二人矛盾极深，一直扮演着老好人的角色，长期和稀泥，却未采取措施，平息矛盾。
建兴十二年（234）秋，领兵北伐途中，诸葛亮病逝。
此时魏延为前锋、前军师、征西大将军，假节，封南郑侯。杨仪在军中担任丞相长史，加绥军将军，“军戎节度，取办于仪” [67]。
杨仪与魏延的矛盾，在诸葛亮死后总爆发。据《三国志》的记录，诸葛亮生前的安排、死后事件的发展，存在着颇多谜团。
其一，诸葛亮生前，绕开重要军事长官魏延，安排杨仪执掌全军，不合常理。
据《三国志》，诸葛亮秘密与长史杨仪、司马费祎安排身后之事。作为军方要人的高级将领魏延则被排斥在外，无疑这是不合规矩的，这只是小圈子的一场权力密谋。诸葛亮死后，从能力、威望、功绩、官品各方面而言，都应当由魏延统领全军。但不可思议的是，诸葛亮却将军队交给与魏延水火不容的杨仪。
诸葛亮知道魏延在军中的地位，也明白如此安排，魏延必然不服。诸葛亮的应对是什么？诸葛亮对杨仪、费祎、姜维等人说：“若延或不从命，军便自发。” [68]也就是，不管他了，你们领兵自己回去吧。军国大事，如此安排，实让人目瞪口呆。诸葛亮的昏聩安排，后世小说家写作时无法解释，只好提前给魏延安置上了一块反骨，乃至诸葛亮如神一般，在死前安排好对付叛将魏延。
其二，诸葛亮死后，魏延得知杨仪掌权，竟然还先礼后兵，要发布公告，劝说众将。
据《三国志》，诸葛亮一死，杨仪掌权，秘不发丧，安排撤军，由魏延负责断后。杨仪故意委托费祎，去刺探魏延想法。魏延竟然不怀疑费祎，直抒胸臆，认为丞相虽亡，相府官员可先运送棺椁还葬，自己则领兵继续作战，“何以一人死废天下之事耶”。魏延又云：“且魏延何人，当为杨仪所部勒，作断后将乎？”
魏延很客气地挽留费祎，留下来一起行动，写好文告，共同署名，再去通告将领遵从魏延的命令。这表明，魏延不想以武力解决问题。费祎找了个理由：“我先回去，将你的想法告知杨长史。杨长史是文吏，不懂军事，必不会违命。”费祎出门驰马而去，魏延之后似乎突然开窍，改变了主意，要通过武力来解决问题。
其三，据《三国志》载，杨仪领兵急退，昼夜兼行。不想魏延后发先至，占据南谷口，烧绝褒斜谷栈道，截断归路。栈道被烧后，杨仪寻找小路，“槎山通道，昼夜兼行” [69]，赶到谷口。
杨仪撤兵先行，魏延随后领兵追击，一路焚烧栈道，竟然能在狭长难行的褒斜谷中，超过杨仪军队，堵住谷口，这根本不可能。且杨仪能在栈道被焚烧后，还能昼夜前进，也不符合常理。二人还各自上书朝廷，指控对方乃是叛逆。一日之中，文书同至，让后主刘禅也看不懂。
其四，最关键的问题是，诸葛亮的棺椁是谁运送的？丞相身故，第一要务自然是将棺椁平安送回，可各种记录中都未提及此。
就诸葛亮死后，蜀汉军中发生的变故，《魏略》中文字虽少，却是最可靠的真相。诸葛亮去世之前，曾对魏延等人云：“我之死后，但谨自守，慎勿复来也。”诸葛亮“令延摄行己事，密持丧去”。 [70]据此记录，诸葛亮在生前安排魏延主持撤退，并改变战略，此后以守为主，轻易不要再发动攻势。
据此可以推断，魏延遵循诸葛亮的命令，带领大军撤退，并护送棺椁先行，以杨仪在后方掩护。行至褒谷口，方才发丧。此时由魏延主持军事，长史杨仪与魏延长期不和，畏惧将要被害，乃借口魏延要举众投降曹魏，发兵来攻。魏延本无投降之心，又无心恋战，“不战军走，追而杀之” [71]。
据《汉晋春秋》载，诸葛亮死后，断后的乃是杨仪、姜维，在二人主持下，“反旗鸣鼓”，吓退司马懿，“于是仪结陈而去” [72]。《晋书》的记录也是，司马懿“以穷寇不之逼，于是杨仪结阵而去” [73]。后世史家常以为这是误记，但这恰恰是真相，杨仪、姜维负责断后，惊退司马懿后，追上领兵先行退去的魏延，将之击杀。
杀魏延乃是一场密谋，参与者还有杨仪、费祎、蒋琬、吴壹等人。
诸葛亮死前，蜀汉内部派系又开始分化，形成了新旧势力，分别是以诸葛亮、魏延、杨仪等为代表的旧臣势力，这是刘备留下的力量。此外还有新人势力，分别是以诸葛亮幕府为中心的相府派新势力，代表人物如蒋琬；以刘禅东宫为中心的东宫派新势力，代表人物如费祎、董允。蒋琬、费祎、董允等，又同属荆州派。新旧势力交替之际，旧势力内部首先发生冲突，新势力自然是不会加以调和的，而是乐观其成。
费祎虽是东宫派势力，但交好相府派新旧势力，结成联盟。在杨仪密谋铲除魏延的过程中，费祎出了大力，乃至有了《三国志》中记录费祎前去刺探魏延动向之举。蒋琬乃是诸葛亮指定的政治接班人，自然不希望大权旁落，视魏延为竞争对手。诸葛亮死后，杨仪、魏延互相指责对方叛乱时，刘禅询问侍中董允、留府长史蒋琬意见，二人都力挺杨仪忠诚，咬定魏延叛逆。
由各方的记录也可以看出，姜维与杨仪关系较好，诸葛亮死后，为其出谋划策，惊退司马懿。姜维虽是诸葛亮选定的军事接班人，但在蜀汉根基势力不稳，静观其变。一说以为，魏延的副手吴壹起到了关键性的作用。吴壹的妹妹嫁给了刘备，刘禅七岁丧母后，得到吴夫人的养育，至刘禅登基后，封吴夫人为太后，乃至形成了大臣之妻朝贺太后的习惯。吴壹可以视为刘禅东宫一派，与费祎自然有联系，在此关头利用自己在军中的影响力，使魏延属下将士无心追随。
在后方的刘禅禁军宿卫营，本由东宫派董允统领，此时也转交由相府派蒋琬控制，也说明相府派与东宫派结盟。蒋琬统领宿卫营，紧急驰援杨仪，以防不测。
魏延无心反叛，部属各自散去，魏延与其子数人逃亡，奔往汉中。杨仪哪肯放过魏延，遣马岱追击，斩杀魏延。当魏延的首级献到杨仪面前时，杨仪的小人本相毕露，跳起来用脚踩踏，口中骂道：“庸奴！复能作恶不？” [74]又杀掉魏延三族，残酷如斯。事后吴壹接替魏延汉中都督，晋升车骑将军。
正因为这是一场合谋，几方势力联手铲除了魏延，自然要编造出魏延谋反的故事。而魏延谋反的故事，就连陈寿撰《三国志》时，都觉得其中疑点颇多，乃至认为魏延并无投降曹魏之意。蜀汉一方掩盖了此次密谋，曹魏阵营却获得了相对可靠的真相，留下了一些记录，也被史家所忽略。
历史自有公论，魏延死后七年。延熙四年（241），杨戏在《季汉辅臣赞》中，评价魏延：“文长刚粗，临难受命，折冲外御，镇保国境。不协不和，忘节言乱，疾终惜始，实惟厥性。”是为的论。吕思勉评论：“然亮死后，蒋琬、费祎才力，皆不足以图中原。使延犹在，当不至此，其才究可惜也。” [75]
作为胜利者，杨仪领军返回成都。此番诛杀魏延，杨仪自以为功勋最大，可以继承诸葛亮衣钵，主持政务。不想诸葛亮生前所选中的接班人却是新人蒋琬。蒋琬出任尚书令、益州刺史，杨仪弄了个虚职，拜为中军师，无所统领。杨仪自以为资历老，功劳大，才能高，不想却屈于蒋琬之下，愤恨难平，“于是怨愤形于声色，叹咤之音发于五内” [76]。
诸葛亮生前，在人事布局上存在问题。丞相人选，关系国本，本应在规则框架内，拿到台面上商量决定。可诸葛亮的做法却是私下给后主刘禅上了个密表，称若是自己死了，“后事宜以付琬”。暗中确定了接班人蒋琬，又不对外公示，这非政治家堂堂正正之举，自然激化了矛盾。
