建兴四年（226年），司马懿47岁，诸葛亮45岁。

魏文帝曹丕死，其子曹叡继位，缺乏统治经验。

诸葛亮抓住有利时机，决定出师北伐。

建兴五年（227年），司马懿48岁，诸葛亮46岁。

诸葛亮率军进驻汉中，顿兵沔阳（今陕西勉县）。

建兴六年（228年）春，司马懿49岁，诸葛亮47岁。

诸葛亮事先扬声走斜谷道取郿，让赵云、邓芝设疑兵吸引曹真重兵，自己率大军攻祁山。

陇右的南安、天水和安定三郡反魏附蜀，关中震响。

魏明帝西镇长安，命张郃率领步骑五万人前往，大破马谡于街亭。

而同时赵云寡不敌众，失利于箕谷。

诸葛亮乃拔西县千余家返回汉中。

第一次北伐失败。

诸葛亮上疏请求自贬三等，蜀后主以诸葛亮为右将军，行丞相事，所总统如前。

同年冬，诸葛亮趁魏兵东下，关中虚弱，趁机北伐。

出兵散关（今SX省宝鸡市西南）围陈仓（今SX省宝鸡市东），为魏将郝昭所拒。

诸葛亮劝降不成，而又粮草不继，不得已退还汉中。

魏将王双来追，被斩。

建兴七年（229年）春，司马懿50岁，诸葛亮48岁。

诸葛亮遣陈式攻武都（今GS省成县周边）、阴平（今GS省文县周边）二郡。

雍州刺史郭淮引兵救之，亮自出至建威（今GS省西和县西），郭淮退，遂得二郡。

建兴八年（230年）秋，司马懿51岁，诸葛亮49岁。

魏军三路进攻汉中，司马懿走西城（今SX省安康市西北），张郃走子午谷，曹真走斜谷。

诸葛亮驻军于城固（今SX省城固县东）、赤坂（今SX省洋县东二十里）。

时大雨三十余天，魏军撤退。

同年，诸葛亮使魏延、吴懿西入羌中，大破魏后将军费曜、雍州刺史郭淮于阳溪（南安郡内，当在今GS省武山西南一带）。

建兴九年（231年）二月，司马懿52岁，诸葛亮50岁。

诸葛亮率大军攻祁山，始以木牛运。

时曹真病重，司马懿都督关中诸将出拒。

诸葛亮割麦于上邽（今GS省天水县）。

司马懿追亮至卤城（今GS省天水市与甘谷之间），掘营自守，有“畏蜀如畏虎”之讥。

同年五月，诸葛亮使魏延、高翔、吴班赴拒，大破司马懿，汉军获甲首三千级，玄铠五千领，角弩三千一百张，于是司马懿退还保营。

《晋书》则记魏军卸甲轻装，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。

而陈寿所著《三国志》里，两种说法均无记载。

六月，李严因运粮不济呼诸葛亮还师。

张郃追亮退兵至木门，中箭身亡——此为二出祁山。

建兴十年（232年），司马懿53岁，诸葛亮51岁。

诸葛亮在黄沙休兵劝农，制作木牛流马等，并且练兵讲武，准备再次北伐。

建兴十一年（233年）冬，司马懿54岁，诸葛亮52岁。

诸葛亮派遣诸军运米，集结大军于斜谷口，治斜谷邸阁。

建兴十二年（234年）二月，司马懿55岁，诸葛亮53岁。

诸葛亮经过三年劝农讲武的准备，率大军出斜谷道，据武功五丈原（今SX省岐山南），屯田于渭滨，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。