诸葛亮派兵自汉中出发北进，试图一举攻占要地祁山，魏军主将曹真得知蜀军以一师之众出祁山，留大军在汉中，恐其声东击西，便一面下令陇西、上邽等处魏军坚守勿动，一面诏令驻扎南阳的司马懿前去解围。
司马懿率军赶到祁山时，正值魏军郭淮兵败，上邽失守，便放弃了祁山，回军驻扎在上邽东面的山上固守不出。
其时，正值“陇上麦熟”，司马懿料定出战已久、粮草匮尽的诸葛亮会抢割祁山一带的小麦，以资军需，便暗中令郭淮伺机突袭。
诸葛亮也料定司马懿会出此策，就带少数兵力诱走司马懿追兵，却派姜维、魏延率领将士突击割麦。等到司马懿发现上当回兵追赶时，蜀军已将小麦运往卤城（今礼县盐关镇）晒打了。
气急败坏的司马懿又命郭淮奔袭蜀军粮道，同时联络西凉兵倍道驰援，夹击蜀军。诸葛亮趁西凉援军远道而来，人困马乏之机，命蜀军趁夜偷袭其营寨，大获全胜。
为寻找战机，诸葛亮主动退出上邽。司马懿举兵追击，蜀军退至西城（今礼县永兴境内）后布阵，魏军却退于山上掘堑以守。后司马懿经不住蜀军叫阵，于五月初十日出战，军出即败，损失甲士3000多，玄铠5000领，角弩3100张。司马懿屡战屡败，被迫退回上邽，坚守不出。
正当诸葛亮准备乘胜东进的关键时刻，主管粮草供应的中督护李严，因雨误期，怕丞相见罪，派参军马忠、督军成藩假传后主旨意，令诸葛亮退军。诸葛亮只得放弃祁山南归，司马懿急令张郃追击，诸葛亮设伏于木门山（今礼县东北）中，魏军大败，大将张郃也中箭而亡。
诸葛亮四出祁山，志在必得，但陇右关系重大，曹魏拼力死守，因此，蜀军屡次进攻，虽有小胜，却无大功。此后多年，蜀军再无北进行动。
▲诸葛亮最后一次北伐
建兴十二年（公元234年）二月，诸葛亮养精蓄锐，挥师十二万，沿褒斜道北出，进抵渭水，屯兵五丈原，准备同魏军决战。但深谙兵法的司马懿却深沟高垒，坚守不战。蜀军只好就地屯田垦荒，等待战机。不料，秋八月，诸葛亮积劳成疾，病死军中，此次北伐成了一代名相的最后一次出征。
诸葛亮“六出祁山”，其实充其量也仅有四次，真正意义上的“出祁山”只有两次，即蜀汉建兴六年（228年）的“一出祁山”和蜀汉建兴九年（公元231年）所谓的“四出祁山”。因为“六出祁山”已被人们所广泛认同，本书对此事不作学术研讨，按民间俗称，暂且因之。
二、姜维伐魏
诸葛亮亡故后，蜀后主刘禅任姜维为凉州刺史，统辖武都、阴平等地事务。
延熙九年（公元246年），姜维受任为蜀卫大将军，得以参决政事，此后，他继承诸葛亮的北伐事业，先后七次北伐，六次兵出陇南，但大都劳而无功。
延熙十年（公元247年），秦、凉二州“羌胡”叛魏附蜀，姜维率军北上接应，在洮水以西地区同魏将郭淮、夏候霸激战。旋将附蜀的羌胡豪帅白虎文、治无戴及其部将带回汉中。两年后，姜维又率兵万人北进，以图招诱羌人为蜀羽翼，姜维筑城于麯山（今岷县东），使句安、李歆守御，自率兵士别攻他郡。雍州刺史陈泰率徐质、邓艾围麯城，切断蜀军粮道水道，使蜀军陷于困境，姜维被迫撤军，邓艾追至白水北岸始停。
延熙十六年（公元253年）春，姜维又统兵数万，取道石营（今西和县石堡镇），过董亭（在今天水西南），围南安。在洛门（今武山县境内）同陈泰相对峙，后困军粮不继，又自行退军。同年六月，攻陇西，拔狄道，围襄武（今陇西县西南），击败徐质，徙河关、狄道、临洮三县居民而还。
延熙十八年（公元255年），姜维又带兵出陇南，在洮水以西的故关同魏雍州刺史王经交战，消灭魏军数万，进围狄道。陈泰惧怕姜维在此招集羌胡，便亲率大军解围。姜维恐退路被截，便主动撤军至钟离（在今成县西北）。次年春，姜维受命为蜀大将军，七月，引军出钟离，准备打南安。邓艾在渭水北岸截击，姜维转攻上邽，行至段谷（今天水南），与邓艾相战，蜀军惨败，损失巨大。此后，姜维又兵出骆谷，取迂回夺取秦川的策略，最后也无功而返。
三、沓中屯田
姜维屡屡北伐，劳师动众，引起蜀中百姓怨恨，朝廷中宦官黄皓、右大将军阎宇也乘机策划废去姜维。姜维自知积怨甚重，不敢返回成都，只好率军到沓中（今甘南藏族自治州舟曲县境）屯田以避祸，当他得知魏将准备南攻成都时，曾上表请求派张翼、廖化带兵出守阳安关口（今陕西宁强县阳平关）与阴平桥头（今文县玉垒关）以防患于未然，但不为后主所纳。
魏景元四年（公元263年），八月，司马昭议决灭蜀，命钟会任镇西将军，假节都督关中诸军事，负责攻蜀军事。邓艾为镇西司马，负责扼制姜维，将其拖在沓中，使其不能东顾，同时，还派雍州刺史诸葛绪率军三万，由祁山进驻武街，绝维归路，并相机占据阴平桥头，以防备姜维入援蜀中。是年九月，钟会统兵十二万由长安出发，兵分三路，分路从子午道、傥骆道、褒斜道攻入汉中。此时，蜀后主才布置防御措施，一面派左车骑将军张翼、辅国大将军董厥增守阳安关口，一面遣右车骑将军廖化援助姜维，廖化在行军途中得知诸葛绪已带兵向建威，拟攻阴平，便驻军以待。
驻守沓中的姜维在邓艾的重兵包围下苦战不胜，便突围撤退。退至强川口（今宕昌县两河口，强水，即今岷江，又称羌水）时，受到天水太守王欣袭击，损失惨重，姜维沿羌水南撤，闻诸葛绪已抢占桥头，便率军北进，诱使魏军弃守桥头，然后调头回军桥头。退至阴平与廖化合兵后，得知阳安关口情势危急，便又前往增援，途中得知蒋舒已献关降魏，便退守剑阁。
钟会进至剑阁后，受到姜维的顽强抵抗，被拒于剑门关外而不得进。当邓艾进军到阴平后，闻知翻越摩天岭（在今文县南部）后即可南下江油（即今四川江油县南坝），即上书司马昭，要求出阴平斜径攻成都，得到司马昭同意。
四、邓艾伐蜀·蜀后主刘禅降魏·蜀汉灭亡
魏景元四年（公元263年），十月中旬，邓艾亲率精兵三万余人，沿白龙江东行至阴平境内附近，走荒僻小道，越摩天岭（又名青塘岭），后进至乔庄（今四川省青川县境）地区。
翻越摩天岭时，道路十分艰险，魏将邓艾“自阴平道行无人之地七百余里，凿山通道，造作桥阁。山高谷深，至为艰险，又粮运将匮，频于危殆。艾以毡自裹，推转而下。将士皆攀木缘崖，鱼贯而进。……刘禅遣使奉皇帝玺绶，为笺诣艾请降”（《三国志·魏书·邓艾传》）。
在果阳坝（四川青川县北）俘虏了自剑阁往援江油的蜀将田章。然后自青川越龙门山至江油，俘蜀江油戍将马邈。继而攻绵竹，蜀卫将军诸葛瞻孤军苦战，拒不投降，直至战死。
蜀后主刘禅闻绵竹已失，自知成都无险可守，便放弃抵抗，自缚双手，抬着棺材到城外邓艾军营前投降，魏军不战而入成都。至此，立国43年的蜀汉政权灭亡。
刘禅投降后，还致书勒令据守剑门的姜维投戈放甲，投降魏军，据说消息传来，姜维帐下众将一片怨恨，个个咬牙怒目，须发倒竖，拨刀砍石，大呼：“吾等死战，何故先降也！”号哭之声闻数十里，不得已，姜维与张翼、廖化等也在涪城（今四川绵阳）投降钟会。不久，姜维参与钟会密谋，准备反魏，不料事泄被杀，据《世语》载：“维死时见剖，胆如斗大。”
魏蜀最后一战，以蜀灭亡而告终，随着蜀国的灭亡，魏蜀对陇南的争夺也告结束，历经数十年战乱的陇南百姓，终于有了一个比较短暂的休养生息的机会。
一代明相诸葛亮留下他“六出祁山”巧施“空城计”、“挥泪斩马谡”、“陇上刈麦”、“陇上装神”、“木牛流马运粮草”、“大战铁笼山”等可歌可泣的动人故事，还有他未竟的事业撒手西归500年后的一天，诗圣杜甫有感于此，挥笔写下了这样一首感人肺腑的诗：
蜀相
丞相祠堂何处寻，锦官城外柏森森。
映阶碧草自春色，隔叶黄鹂空好音。
三顾频烦天下计，两朝开济老臣心。
出师未捷身先死，长使英雄泪满襟。