建兴8年秋天，魏国大将曹真上表请求讨伐蜀国。魏主封他为征西大都督，司马懿为副都督，引兵四十万从长安出发，攻取汉中，并令郭淮领军支援。孔明见魏军来攻，叫王平、张嶷领一千兵去陈仓古道防守，二人觉得一千兵难以挡住四十万魏军，不肯去。孔明说他夜观天象，此地将会连下大雨，魏军必然不敢来攻蜀国，二人才去了。
曹真领兵驻扎于陈仓，果然连下大雨，平地水深三尺，魏兵无法睡觉，马无草料，军无战心。魏主命令撤兵。孔明知司马懿有埋伏，也不追赶。曹真见蜀兵不追，便将埋伏的人马撤回。司马懿说蜀军将从两谷出兵夺祁山，曹真不信。两人打赌，各守一个谷口。
曹真连守七日未见蜀军出现，便放松了警惕，结果被蜀军包围，魏将秦良被杀，司马懿派人将曹真救出。孔明得胜，领军又出祁山，曹真赌输了，一气之下竟卧病不起。孔明又写了封信送给曹真，信中贬曹真无能，不识天文地理，以至折兵损将，曹真看罢，气得大叫一声，死于军中。
魏主催司马懿出战，司马懿要与孔明先斗阵法。孔明摆出八卦阵，冲阵的魏军都被捉住了。孔明却不杀他们，给他们脸上涂上墨，光着上身放了回去。司马懿怒气冲天，令三军一齐冲阵，不料关兴、姜维杀来，魏军三面受敌，司马懿拼死杀出，已伤亡了一大半人马。都尉苟安解送粮草误了十天，孔明要按军法斩他，长史杨仪替他求情，孔明便让军士打了他八十军棍。苟安心里怀恨便投降了魏军。司马懿让他去成都散布谣言说：“孔明早晚要篡位自立为皇帝。”刘禅听信谣言，下诏召回了孔明。孔明为防备司马懿追击，下令各军撤退时今日掘一千灶，明日掘两千灶，后日掘三千灶，用减兵添灶之计迷惑司马懿，使他不敢追赶。
孔明回到成都，朝见后主刘禅，奏问有何大事，刘禅支吾其词，答非所问。孔明召唤众官查问，才知是苟安散布流言。急派人捉苟安，苟安已投靠魏国去了。孔明便把传播流言的宦官杀了。
建兴九年二月，孔明再一次出兵伐魏。司马懿令张颌领兵在祁山阻挡蜀军，自己则和郭淮领兵保护天水各城。到了收麦季节，司马懿对先锋张颌说：“孔明这次来，一定会抢割陇西小麦，来补充他的军粮。你可以到祁山扎营，我巡察天水各郡，防止蜀军偷割小麦。”孔明到了祁山，安完营寨说：“现在营中缺粮，几次派人催促李严，他也没有把粮食运来。陇西一带小麦快熟了，我们暗中派人去割吧。”到了卤城，卤城太守说：“陇上麦子熟了，可是司马懿正领兵在那里驻守。”孔明听了，吃惊地说：“司马懿实在不好对付，他竟会事先料到我来割麦！”孔明心想，如果派军兵与司马懿厮杀，肯定不行，还是用计赢他为妙。于是便下令准备三套同样的车马，又叫关兴扮作天蓬元帅模样，手擎七星黑幡，在车前引路；叫二十四名身强力壮的军士身穿黑衣，披散着头发，光着脚，手拿宝剑，扮作推车使者，在两边推车。身后，有一千名军士护车，五百名军士擂鼓。装扮好后，孔明留下三万军士准备割麦，自己坐上四轮车，往魏营奔去。又令姜维、魏延、马岱三人都装扮成自己的模样，以迷惑敌军。
第二天，下着小雨，天色阴暗，魏军见孔明坐车而来，便一齐追赶。孔明见魏军追来，叫人掉转车子，向来时方向退走。魏军向前追了三十多里地，转过一个山坡，只见孔明的车子隐进树林里去了。想再往前追，又怕中了埋伏。正犹豫不决时，司马懿领大队人马来了。走出七八里地，前边又响起震天鼓声，只见一队蜀兵拥出一辆四轮车来，和前几辆一样。魏兵见推车的人模样吓人，以为是鬼神出现，吓得各自奔逃。三万蜀军却迅速将陇西的麦子割得一干二净。司马懿抓到一个蜀兵，详细盘问才知道前几天是蜀兵假扮神兵割了麦子，不禁又气又恨。又见蜀兵在卤城打麦子，便引兵去偷袭。孔明料定魏军要来攻城，便在城外埋伏了军马，内外夹攻，魏军死伤很多。这时运送粮草的李严来信告急，说魏、吴联合进攻蜀国。孔明担心东川安全，便令立即撤军。
张颌见蜀兵撤退，急忙来报告司马懿：“蜀兵已经从祁山撤走，不知是什么意思。”司马懿说：“孔明诡计很多，不要去追赶。”孔明在卤城等兵马退走了以后，把杨仪、马忠两人叫到帐内说：“你们带上一万弓弩手，去剑阁木门道埋伏。如果魏兵追到，先滚下木头石块，截断他们的退路，再一齐用箭去射。”然后，孔明命人在城内点着几堆柴草，在城墙上插满旌旗，就带上大队人马向木门道退去。
魏兵得知蜀军撤退，忙向司马懿报告说：“蜀军大队人马已经撤走了，但不知城中还有多少兵。”司马懿向众将领问道：“孔明退走了，谁敢去追？”张颌要领兵追赶，司马懿知他性情急躁，便一再告诫他小心孔明的埋伏。张颌自恃勇猛过人，不以为然，一路急追，途中受到魏延与关兴的轮流拦截，蜀军大队人马依次撤退，张颌又急又恨，傍晚，追到木门道时，忽然火光冲天，大石滚滚而下，断了退路。张颌再往两边一看，都是峭壁，实在无处可逃。他正焦急间，忽听一声梆子响，两边山上万弩齐发，将张颌的兵马全部射死了。
后边的魏兵追到木门道时，见路口被塞断了，知道张颌中了计。他们正想往后退，忽听山头上蜀兵喊道：“诸葛丞相要与你们说话。”魏军将士抬头一看，只见孔明站在火光之中，朝下指着说：“我今天打猎，本想射一匹‘马’却误中了一只‘獐’。你们都安心回去吧，告诉司马懿，我早晚要捉住他！”
司马懿领兵出来接应张颌，在路上遇到退回的魏兵，才知道张颌被射死了。损失了这样一员大将，司马懿非常悲痛。蜀兵退走后，他带上张颌的遗体，也返回了洛阳。
孔明回到汉中，才知道根本没有东吴进犯的事。原来是负责军粮的李严因未办好军粮，怕孔明治罪，写假信告急，骗孔明回来。孔明要斩李严，众将代他求情，孔明只好放了他，免去官职，降为平民。