建兴六年（228）正月司马懿诛杀孟达之后，诸葛亮两路出兵的战略构想再次破灭，只得集中力量从汉中出兵北伐曹魏。

当时曹魏方面镇守长安的，是夏侯惇的儿子夏侯楙。夏侯楙是曹操的女婿，毫无武略而好谋生计，平日只知多蓄伎妾，与自己的妻子清河公主及群弟之关系都很僵。魏文帝曹丕很宠信这位妹夫，魏明帝曹叡对这位姑夫也多方迁就。所以，夏侯楙镇守长安多年，除了吃喝玩乐外，毫无作为。

因汉中与关中之间，南北数百里，有秦岭横亘其间，交通非常困难，所以诸葛亮在进军之前，曾反复与部属商议进军路线。大将魏延曾向诸葛亮提出抄近道而奇袭长安的建议，其中所涉及的“褒斜”、“子午”等重要地名，因在后文还要多次提到，所以这里必须先加以解释。“褒斜”，亦称褒斜谷、褒斜道，因褒水与斜水两河谷而得名。褒水与斜水同源于秦岭太白山。其中褒水南流入沔水（即汉水），其河谷为褒谷，谷口在今陕西汉中地区勉县褒城镇北约十里处；斜水北流入渭水，其河谷为斜谷，谷口在今陕西关中地区眉县西南约三十里处。南段的褒谷与北段的斜谷合称褒斜谷，全长四百七十里左右，山势险峻，无路可走，凿山架木，以为栈道，自古以来即为秦岭山区南北重要通道之一，为兵家必争之地。“子午”，亦称子午谷、子午道，因古人称北为“子”，称南为“午”而得名。子午谷也是秦岭山区南北重要通道之一，位置在褒斜谷以东，其北口（子口）在今陕西西安市西南，南口（午口）在今陕西汉中市东北。魏延向诸葛亮建议的进军路线的核心内容是：由他率领五千精兵为先锋，从褒谷口进入秦岭，在山中隐蔽东行，再进入子午谷，然后突然出子午谷北口，这样，不用十天便可到达长安。夏侯楙闻蜀军忽至，必弃长安而逃，而横门粮仓之粮及百姓逃散后所剩之谷，足够蜀军坚守长安之用。曹魏要从东方调集援兵，到长安尚需二十余日，诸葛亮可利用这段时间率大军出斜谷口东进，足以抢先到达长安。如此，则咸阳以西可一举而定。魏延这个建议有一定道理：镇守长安的夏侯楙怯而无能，不懂军事，此其一。魏延出子午谷而诸葛亮出斜谷，道路均近，用时均短，利于奇袭长安，此其二。史书还说，魏延每次随诸葛亮出征，总想请兵万人，与诸葛亮异道会兵潼关。这种想法与前述建议精神一致，都是抄近道奇袭长安。

但诸葛亮并没有采纳魏延的建议。诸葛亮的性格本来就小心谨慎，而蜀汉在三国之中力量最弱的现实，又迫使诸葛亮更加持重谨慎，不肯冒险。他认为魏延的建议虽有成功的可能性，但孤军远悬，冒险性太大，如果万一受挫，便可能导致全军覆没，这对力量薄弱的蜀国来说，将是致命的打击。所以，诸葛亮不用魏延之计，而决定从坦途平取陇右，他认为这样便不必冒险而能保证十全必克。

诸葛亮所做的军事部署是：扬言将出斜谷而夺取眉县，并派赵云、邓芝进驻箕谷（今陕西勉县褒城镇北），以为疑军，借以牵制魏军； 自己则率主力军进攻祁山（今甘肃礼县祁山堡）。这是一个典型的声东击西的军事部署。

在选择主力军的先锋将领时，众人都认为不是魏延，就是吴壹，因为蜀国的大将中，关羽、张飞、马超、黄忠早已不在人世，赵云又进驻箕谷，除此之外，魏延和吴壹算是知名的宿将。但诸葛亮力排众议，选择马谡为先锋。马谡字幼常，襄阳宜城人，以荆州从事随刘备入蜀，历任绵竹县令、成都县令、越巂郡太守。他才气过人，好论军计，深为诸葛亮所器重。但刘备对马谡却另有看法，临终时曾特别叮嘱诸葛亮说，马谡言过其实，不可大用。诸葛亮对刘备的叮嘱不以为然，在刘备死后又提拔马谡为参军，每引见谈论，自昼达夜，非常投机。尤其是诸葛亮讨伐南中时，马谡曾建议他采取“攻心为上”的策略，这使诸葛亮对马谡的才能更加另眼看待。所以，此次北伐，诸葛亮又将先锋重任交给马谡。

诸葛亮的大军出发后，战事一开始非常顺利，不但南安郡（治豲道县，即今甘肃陇西东南渭水东岸）、天水郡（治冀县，即今甘肃甘谷东）、安定郡（治临泾县，即今甘肃镇原南）同时叛魏降蜀，使关中为之震动，而且诸葛亮还收纳了天水郡降将姜维。初战取胜的原因：一是诸葛亮戎阵整齐，赏罚严而号令明。二是自建安二十四年（219）刘备与曹操因争夺汉中而兵戎相见之后，八九年来，魏蜀两国再未交兵，边境寂然，因此魏国毫无准备。

在丢失三郡、朝野震惊、群臣不知计之所出的情况下，魏明帝一方面下诏安定朝野之心，一方面派大将军曹真率张郃等举兵抵抗，并御驾亲至长安督战。

诸葛亮进至祁山附近的西县（今甘肃天水西南）后，看到这里村落稠密，人口众多，土地肥沃，颇为富饶，心中十分高兴，便向刘禅上表介绍了这里的有关情况。诸葛亮在西县扎下大营，命马谡督诸军前进，此时魏将张郃前来迎战，两军相遇于街亭（今甘肃秦安县陇城镇）。马谡平日只会纸上谈兵，没有实战经验，临敌之时，又自以为是。他违背诸葛亮的部署，舍水登山，不据要道，举措繁扰，动止失宜，副将王平接连规谏，马谡不听。张郃在山下绝其汲水之道，乘蜀军干渴难忍之时大举进攻。蜀军大败，士卒星散，唯王平所领千人，鸣鼓自持，张郃疑有伏兵，不敢逼近。王平于是徐徐收合诸营散兵，率之而还。

马谡街亭惨败，使得原本大好的北伐形势急转直下。诸葛亮无奈，只得拔西县千余家而返回汉中。原已叛魏降蜀的南安、天水、安定三郡又被魏国夺回。

马谡惨败街亭失守

在诸葛亮所率主力败于街亭，返回汉中时，赵云与邓芝所率偏师同曹真接战，因力量相差悬殊，亦失利于箕谷。但赵云在退兵时，沉着冷静，不慌不忙。当时箕谷的赤岸，设有府库，存有军资，为了阻断曹真的追兵，保护赤岸府库，赵云将赤岸以北百余里的栈道全部烧毁。之后，赵云又亲自断后，军资什物，略无所弃，秩序井然地退回汉中。所以，赵云与邓芝之军虽然失利，但损失无多，不至大败。