太和二年（228年）五月，吴鄱阳太守周鲂派人送亲笔信给曹休，谎称受到吴王责难，打算弃吴降魏，请求派兵接应。曹休未辨真伪，即率步、骑兵10万人，去皖城（今安徽潜山）接应。明帝也（治晋阳，今太原西南）命司马懿率军向江陵（今湖北江陵），与曹休相策应。八月，曹休为吴军大败，残部幸得贾逵接应，方得生还。
太和三年（227年），蜀丞相诸葛亮第三次出兵攻魏，并占据武都、阴平二郡。太和四年（230年），魏明帝决定兴师伐蜀。升司马懿任大将军、加大都督、假黄钺，与大司马曹真一起伐蜀。
八月，魏明帝命曹真率主力由长安入子午谷，左将军张郃出斜谷，司马懿自荆州溯汉水出西城（今陕西安康西北），将兵分三路会攻汉中。司马懿从西城开拓道路，水陆并进，沿着沔水逆流而上，直达朐腮，攻克新丰县，驻军丹口，后遇雨班师。
太和五年（231年），二月，蜀汉丞相诸葛亮率军第四出进攻魏，包围祁山（今甘肃东南部山地）贾嗣、魏平部，并以木牛流马运输粮草。明帝对司马懿说：“西方有事，非君莫可付者”，派他西驻长安，都督左将军张郃、雍州刺史郭淮等防御蜀军。司马懿留部将费曜、戴陵率4000人守邽（今甘肃天水），自率主力西救祁山。张郃劝司马懿分兵驻扎雍、郿两地，以作大军后镇。司马懿不同意，他说：“料前军独能当之者，将军言是也。若不能当，而分为前后，此楚之三军所以为黥布禽也。”于是挺进喻麋。
诸葛亮闻魏大军将至，亦分兵一部继攻祁山，自率主力迎击司马懿。郭淮及费曜等部袭击蜀军，被诸葛亮击破。便亲率蜀军乘势抢先收割熟麦，获得军粮。
至此，史书上对今后的作战却有了两种截然不同的记载。
记载一如下：……亮闻大军且至，乃自帅众将芟上邽之麦。诸将皆惧，帝曰：“吾倍道疲劳，此晓兵者之所贪也。亮不敢据渭水，此易与耳。”进次汉阳，与亮相遇，帝列阵以待之。使将牛金轻骑饵之，兵才接而亮退，追至祁山。亮屯卤城（今甘肃天水南），据南北二山，断水为重围。帝攻拔其围，亮宵遁。追击，破之，俘斩万计。
记载二如下：……郭淮、费曜等徼亮，亮破之，因大芟刈其麦，与懿遇于上邽之东。懿敛军依险，兵不得交，亮引还。懿等寻亮后至于卤城。张郃曰：“彼远来逆我，请战不得，谓我利不在战，欲以长计制之也。且祁山知大军已在近，人情自固，可止屯于此，分为奇兵，示出其后，不宜进前而不敢逼，坐失民望也。今亮孤军食少，亦行去矣。”懿不从，故寻亮。既至，又登山掘营，不肯战。贾诩、魏平数请战，因曰：“公畏蜀如虎，奈天下笑何！”懿病之。诸将咸请战。夏，五月，辛已，懿乃使张郃攻无当监何平于南围，自案中道向亮。亮使魏延、高翔、吴班逆战，魏兵大败，汉人获甲着三千，懿还保营。六月，亮以粮尽退军，司马懿遣张郃追之。郃进至木门（今甘肃天水西南），与亮战，蜀人乘高布伏，弓弩乱发，飞矢中郃右膝而卒。
可以看出，前者说司马懿大胜，后者则说司马懿大败。而《三国志》中诸葛亮、张郃、郭淮等人的传记中，对此都一带而过。而且前者对司马懿让张郃去追击蜀之避而不谈。相对而言，还是后者可信度高些。现在的军事工具书也都以后者记载为准。
蜀军退军后，军师杜袭、督军薛悌都估计诸葛亮明年麦熟时还会入侵，建议趁冬天调运粮草，解决陇右粮少问题。司马懿认为：“亮再出祁山，一攻陈仓，挫衄而反。纵其后出，不复攻城，当求野战，必在陇东，不在西也。亮每以粮少为恨，归必积谷，以吾料之，非三稔不能动矣”。
青龙二年（234年）二月，蜀丞相诸葛亮率军10万出斜谷攻魏，四月，诸葛亮至郿县（今陕西眉县北），进驻渭水之南。魏大将军司马懿率军渡渭水，背水筑垒阻击。诸将想在渭北与诸葛亮隔水相持，司马懿说：“百姓积聚皆在渭南，此必争之地也”（《晋书?宣帝纪》）。遂渡渭背水扎营。司马懿分析形势后，对诸将说：“亮若勇者，当出武功依山而东，若西上五丈原（今陕西眉县西南），则诸军无事矣”。
诸葛亮果然上五丈原。魏诸将皆喜，唯独雍州刺史郭淮深以为忧，他说：“亮必争北原，宜先据之”，诸将多不以为然。郭淮说：“若亮跨渭登原，连兵北山，隔绝陇道，摇荡民、夷，此非国之利也”。司马懿这才意识到北原的重要性，命郭淮等率兵移屯北原。堑垒尚未成，蜀军果至，攻而未克，两军遂成对峙状态。
五月，吴军10万三路攻魏，以配合蜀军作战。魏明帝派秦郎率2万人援司马懿，自率主力****吴军。七月，吴军撤走。
诸葛亮东进的道路受阻于司马懿，从渭水前进，又有郭淮阻挡，乃移军攻取散关，陇城等地，然后回师进攻司马懿。
八月，司马懿遵照明帝“坚壁拒守，以逸待劳”的指示，与诸葛亮相持百余日。诸葛亮数次挑战，司马懿均坚壁不出，欲待蜀军粮尽，相机****。诸葛亮便派人给司马懿送来“巾帼妇人之饰”羞辱之，欲激司马懿出战，司马懿仍不出战。为平息部属不满情绪，故意装怒，上表请战。明帝不许，并派骨鲠之臣辛毗杖节来做司马懿的军师，以节制他的行动。后诸葛亮一来挑战，司马懿就要带兵出击，辛毗杖节立于军门，司马懿便不出兵。
辛毗到时，蜀将姜维就对诸葛亮说：“辛毗杖节而至，贼不复出矣。”诸葛亮则说：“彼本无战心，所以固请者，以示武于其众耳。将在军，君命有所不受，苟能制吾，岂千里而请战邪”！诸葛亮遂分兵屯田，做长久屯驻之准备。
司马懿的弟弟司马孚来信问前线军情，司马懿回信说：“亮志大而不见机，多谋而少决，好兵而无权，虽提卒十万，已堕吾画中，破之必矣”。
不久，诸葛亮遣使求战，司马懿不谈军事，问使者：“诸葛公起居何如，食可几米？”使者说：“三四升。”然后对问政事，使者说：“二十罚已上皆自省览。”经过一番不经意的询问，司马懿对人说：“诸葛孔明其能久乎”！果然，诸葛亮于当月病故于五丈原军中。
蜀将秘不发丧，整军后退。当地百姓见蜀军撤走，向司马懿报告，司马懿出兵追击。蜀将杨仪返旗鸣鼓，做出回击的样子，司马懿以为中计，急忙收军退回。第二天，司马懿到诸葛亮营垒巡视，“观其遗事，获其图书、粮谷甚众”。司马懿据此断定诸葛亮已死，并赞诸葛亮“天下奇才也”。
辛毗认为诸葛亮死否尚不可知，司马懿说：“军家所重，军书密计、兵马粮谷，今皆弃之，岂有人捐其五藏而可以生乎？宜急追之”。于是，率兵急追。关中地多蒺藜，司马懿派三千士兵脚穿软材料做成的平底木屐，在大军前行走，蒺藜都刺在木屐上，然后大军马步并进。一直追到赤岸，这才得到诸葛亮的确切死讯。当时人有谚语说：“死诸葛走生仲达”，司马懿笑着说：“吾便料生，不便料死故也”。
历时七年的诸葛亮攻魏之战至此结束。诸葛亮不顾战略上的失策，以一州之地强攻中原之魏，纵使竭忠尽智，终因实力悬殊而难以实现其战略目的。而魏国则在司马懿等人的人正确指挥下，以优势兵力采取防御战略，最终不战不退蜀军，取得了最后的胜利。”想到诸葛两与司马懿种种，要是放在以前张浪不得不佩服诸葛亮，但是现在，看着堂下的正在商量讨论的众人。张浪想“要是他们知道这么多，会作何感想？”诸葛亮虽然厉害，而且还败了司马懿很多次。但始终最后的胜利是司马懿的！就算历史有误诸葛亮远胜于司马懿，那又怎么样呢？刘备已经不是当年的楞头青了，加之诸葛亮现在是铁了心的辅佐刘备。自己这到手的肉怎么能分给别人呢？何况还是个可怕的对手！