公元234年，诸葛亮兵分五路第六次伐魏。魏明帝闻报，任命司马懿为大都督，领兵至渭水之滨迎战。诸葛亮与司马懿都知道对方兵法娴熟，足智多谋，不好对付，于是战前各自都作了周密部署，严阵以待。
诸葛亮在祁山选择有利地形，分设左、右、前、后、中5个大营，并从斜谷到剑阁一线接连扎下14个大营，分屯军马，前后接应，以防不测。司马懿则屯大军于渭水之北，同时在渭水上架起９座浮桥，命先锋夏侯霸、夏侯威领兵5万渡河至渭水南岸扎营，又在大营后方的东原筑城驻军，进可攻，退可守，稳扎稳打，务使魏军立于不败之地。
经过两次规模不大的交锋，双方互有胜负。此后魏军便深沟高垒，坚守不出。蜀军劳师远来，粮草供应很困难，因而利于速战；魏军以逸待劳，利于坚守。诸葛亮决定诱敌出战，调虎离山，速战速决。司马懿老谋深算，素以沉着、谨慎、稳重著称，不理会那些急于求功的部将鼓噪、攻击。
诸葛亮便将计就计，决定在粮草供给问题上设诱饵，以此引司马懿这只“虎”离山。诸葛亮采取的措施之一是分兵屯田，与当地老百姓结合就地生产粮食，以供军需，摆出一副作持久战的架势。果然司马懿的长子司马师沉不住气了，对其父司马懿说：“现在蜀兵以屯田作持久战的打算，如此下去，如何是了？何不约孔明大战一场，以决雌雄。”司马懿心里也很着急。诸葛亮的另一个措施是令工匠造木牛流马，长途运粮。蜀营粮草由木牛流马源源不断从剑阁运抵祁山大寨。
诸葛亮进一步引司马懿上钩。他一方面让士兵在大营外造木栅，营内掘深坑，堆干柴，在营外周围的山上虚搭窝铺草营，造成蜀兵分散结营与百姓共同屯田屯粮而大营空虚的假象，引诱魏军前来劫营。另一方面在上方谷内两边的山坡上虚置许多屯粮草屋，内设伏兵，同时让军士驱动木牛流马，伪装往来谷口运粮。诸葛亮自己则离开大营，引一支军马在上方谷附近安营，以引诱司马懿亲领精兵来上方谷烧粮。
司马懿烧粮心切，但又极为谨慎小心，深恐中了诸葛亮调虎离山的诡计，于是也使了个调虎离山计来应战。他亲领魏兵佯攻蜀兵祁山大营，目的是调动蜀军各营主力，甚至诸葛亮本人领军前来营救，而他却自领精兵奇袭上方谷，烧掉蜀方的粮草。诸葛亮早料到这一招，当魏军直扑蜀军大营时，诸葛亮只是事先安排蜀军四处奔走呐喊，虚张声势，装作各路兵马都齐来援救的态势，而诸葛亮却趁司马懿离开之机，另派一支精兵去夺了渭水南岸的魏营，而自己却在上方谷等待司马懿来烧粮，以便瓮中捉鳖。
司马懿果然中计。他见四处蜀军都急急忙忙奔向大营救援，便趁机急领司马师、司马昭及一支亲兵杀奔上方谷来。蜀将魏延依诸葛亮的安排，用诈败的方法诱司马氏父子进入谷中，截断谷口。一时山谷两旁火箭齐发，地雷突起，草房内干柴全都着火，烈焰冲天。司马氏父子眼看就将葬身火海。亏得突来一场倾盆大雨，司马氏父子及少数亲兵才免于死命。
司马懿原想用调虎离山计烧掉蜀军的粮草，想不到却反而中了诸葛亮的调虎离山计。