同年五月，诸葛亮使魏延、高翔、吴班一同抵御司马懿，魏军卸甲轻装，日夜兼程，在汉阳与诸葛亮相遇，司马懿派将军牛金率轻骑做饵，诸葛亮退兵至祁山，屯兵卤城，据南北二山，堵水筑围墙。

魏军攻破，大破蜀军，俘获斩首数万。

六月，李严因运粮不济呼诸葛亮还师。

张合追击诸葛亮退兵到了木门，中箭身亡。

同年，诸葛亮在黄沙休兵屯田，制作木牛流马等武器，并且练兵讲武，准备再次北伐，诸葛亮为再次北出祁山派遣诸军运米，集结大军于斜谷口。

同年，诸葛亮经过三年劝农讲武的准备，率大军出斜谷道，据守武功五丈原，屯田在渭滨，同时派使臣到东吴，希望孙权能同时攻魏。

四月，蜀军到达郿县，在渭水南岸的五丈原下扎营寨。

司马懿则率领魏军背水筑营，企图再次以持久战消耗蜀军粮食，令蜀军自行撤退。

当时诸葛亮远道而来，粮食不济，而曹魏坐拥多座城池，粮食富足。

魏将郭淮认为蜀军必会争夺北原城，司马懿觉得认同，于是，便派郭淮先前往防备。

果然，蜀军到来，被郭淮击退。

诸葛亮考虑到前几次北伐都因为运粮不继，导致功败垂成，于是开始在渭、滨的居民之间屯田生产粮食，百姓亦相安无事，一切如常。

而孙权也响应蜀汉，亲率十万大军北上攻魏，但被魏明帝曹叡亲自率军打败。

诸葛亮派将军孟琰驻武功水北，适逢水涨，阻断了诸葛亮和孟琰的联系。

司马懿趁机出兵进攻孟琰。

结果诸葛亮一方面派工兵架桥，一方面派弩兵向司马懿的部队射箭。

司马懿看到桥快架好，只好撤退了。

魏、蜀两军相峙了百多日，其间诸葛亮多次派人挑战，司马懿军始终坚守不出。

其后诸葛亮故意让人带一套女人的衣服、头巾送给司马懿，表示司马懿就像女人一样，畏畏缩缩不敢出来作战。

魏军将领见此情形都怒气冲天，纷纷要求出战，为了压制将领们心中的怒火，司马懿假意上表给魏明帝请战。

曹睿便派卫尉辛毗为军师，到前线节制司马懿。司马懿此举，便是要让曹睿背锅，如果不是你曹睿，将军们早就出战了，如今却还要被诸葛亮羞辱。

司马懿将锅都丢给曹睿来背。于是，他便好在军中和这些将士同仇敌忾。

同时，在曹魏军中的威望渐长。

……

司马懿曾向蜀汉使者询问诸葛亮的睡眠、饮食和平时需要处理多少事情，但并不打听军事情况，使者答道：“诸葛公早起晚睡，凡是二十杖以上的责罚，都亲自披阅所吃的饭食都是稀疏的米粥。”

司马懿告诉身边的将领说：“我日夜饮酒吃肉，相安无事，而诸葛孔明进食少而事务烦，必定不久于人世。”

果然，后来诸葛亮由于过于操劳，生病了。

诸葛亮乃分兵屯田，在魏国境内与魏国百姓共同种粮自给自足，打算长期驻扎下去，但诸葛亮却因过于操劳而病重。

七出祁连山，诸葛亮早已就是心力交瘁。

再加上后主刘禅并不给力，听从小人谗言。

诸葛亮命不久矣，九月，诸葛亮因为操劳过度病逝。却仍然将司马懿吓走。

蜀国自此无力再派兵征伐。