孔明屯军于汉中，自回成都拜见后主奏曰：“臣出斜谷，兵临渭水，正欲东取长安，陛下忽降旨诏回，不知有何大事？”后主无言，良久乃曰：“朕久不见丞相，甚是思慕，故特诏回，别无它事。”孔明曰：“此非实言，必有奸佞进谗，言臣有异志。”后主默然。孔明曰：“臣受先帝三顾之恩，誓以死报，今内有奸佞，安能讨贼？”后主曰：“朕因误信宦官之言，诏回丞相，今茅塞虽开，悔之不及矣。”孔明遂审查宦官，方知是苟安流言，令人捉拿，回报曰：“早投魏去了。”孔明叹曰：“此必是司马懿之计也。”于是，斩了受苟安之贿宦官，余皆废出宫外，又责蒋琬、费祎失察。诸事毕，孔明拜辞后主，再至汉中。
孔明一面传檄李严，令其筹备粮草，一面再议伐魏。长史杨仪曰：“我数兴兵，军力乏敝，钱粮耗巨。今不如将兵马分为两班，相互轮换，如此虽长期征战，军力不乏，可从容进取中原。”孔明喜曰：“此言甚合我意。”遂将大军一分为二，以百日为期，循环相替。建兴九年春二月，孔明大驱人马，兵发祁山。
时，曹魏太和五年，魏帝闻孔明又兴兵北伐，乃召司马懿商议。司马懿曰：“今子丹已亡，臣愿竭力剿除贼寇，以报陛下。”曹睿大喜，即命司马懿为大都督，统兵御敌。司马懿至长安，大会众将，商议破敌。张合曰：“某愿引一军，去守陈仓、郿城，防蜀兵偷出两路。”司马懿曰：“分兵两处，不利也，不如尽出陇西，一部守上邽，余众悉往祁山。公，愿为先锋否？”张合奋然曰：“合素秉忠义，常思尽力报国，都督肯委重任，虽死无憾！”于是，司马懿令张合为先锋，诸处人马，各自取路聚会陇西。
司马懿提兵正进，忽探马来报：“蜀军前部先锋王平、张嶷已至祁山脚下。”司马懿谓张合曰：“今陇上麦熟，孔明长驱大进，必割陇上小麦以资军粮。你引兵屯祁山，我与郭淮巡视天水等郡，以防蜀兵割麦。”张合领命，引四万兵马于祁山下寨。司马懿、郭淮引大军往陇上而去。
孔明兵至祁山，见险要已有魏军营寨，乃谓众将曰：“此必是司马懿之兵也，今我军乏粮，而陇上麦熟，可引兵割之。”乃留王平、张嶷、吴班、吴懿四将，守祁山大营，自引姜维、魏延等将兵至卤城。卤城令望风而降。孔明安抚已毕问曰：“此地何处麦熟？”卤城令告曰：“陇上麦熟。”孔明乃令张翼、马忠守卤城，自引大队人马望陇上而来。忽探马飞报：“司马懿屯兵在此。”孔明惊曰：“司马懿果然不凡，已料到我来割麦。”遂勒兵下寨。
次日，孔明星冠鹤氅，手摇羽扇，安坐于四轮小车而出，左右二十四人，披发仗剑，皂衣皂幡。众将正惊奇，又见推出三辆小车，每车端坐一孔明，左右同样有二十四人。孔明令曰：“姜维引两千军，护车一辆，埋伏上邽之前；马岱引两千军，护车一辆，埋伏道左；魏延引两千军，护车一辆，埋伏道右。但见司马懿败回，择机杀出。”三将领命，引兵护车而去。孔明又令三万精兵，各操镰刀，准备割麦。于是，命关兴扮成天神模样，手持七星幡，步行车前，孔明端坐小车，径往魏营而来。
魏兵望见小车大惊，不知是人是鬼，火速禀报。司马懿闻听，亲自出营观之。见孔明星冠鹤氅，手摇羽扇，安坐四轮小车，左右二十四人，披发仗剑，皂衣跣足，车前一人，手持七星幡，貌若天神。司马懿笑曰：“此乃孔明装神弄鬼，有何惧哉？”遂命左右曰：“我等有数千人马，纵骑向前，连人带车一起拿下!”魏兵逞勇，纵马冲锋。孔明回车，缓步而行。魏兵骤马紧追，忽见阴风习习，冷雾漫漫，总追不上。众将大惊，勒马相顾曰：“怪哉！我等纵马三十里，总在眼前，却追不上？”孔明见魏兵不前，又令车回。魏兵犹豫片刻，又放马来追，孔明再回车缓行。又奔二三十里，仍追不上，魏兵尽皆骇然。孔明又令车回，以迫魏军。见孔明就在眼前，魏兵又欲追赶，司马懿止曰：“孔明之能，深不可测，闻其精通奇门，可驱六甲，有缩地千里之术，今日亲见，传闻不虚也，不可再追，速回营寨。”
回兵至一坡前，忽听鼓声震耳，左边一彪军杀出。司马懿急令迎战，蜀兵队里，二十四人皂衣皂幡，披发仗剑，推出一辆四轮小车，孔明星冠鹤氅，手摇羽扇，端坐车上。司马懿大惊曰：“孔明为何在此耶？”言未毕，忽听身后鼓响，一彪军杀来，二十四人拥簇一辆小车，孔明安坐车上。司马懿神慌，惊顾众将曰：“此必神兵也！”顿时，军兵大乱，各自奔走。忽听炮响贯耳，一彪军迎面杀来，一辆四轮小车上，孔明安然端坐。司马懿大骇，拨马落荒而走，蜀兵追回掩杀，司马懿盔歪甲斜，奔入上邽，紧闭不出。此时，蜀军三万精兵，将陇上小麦割尽，运往卤城去了。
一连三日，司马懿不敢出城，见蜀兵尽退，方令出稍。稍马于路捉得一蜀兵回城。司马懿问之。蜀兵曰：“某因不慎走失马匹，外出寻找被捉。”司马懿曰：“前者，处处皆有孔明，是何神兵？”答曰：“三路伏兵，分别由姜维、马岱、魏延护车，车上孔明皆是假扮，惟先诱魏军者，乃真孔明也。”司马懿仰天叹曰：“孔明之计神出鬼没，我不如也！”忽副都督郭淮入见曰：“我已探明，蜀兵现在卤城打麦，可纵兵袭之。”司马懿详言前事。郭淮曰：“今已识破，何足虑哉？我引一军攻其后，都督引一军攻其前，卤城可破，孔明可擒！”遂两路兵进。
孔明领军在卤城打晒小麦，忽唤诸将曰：“今夜，魏军来袭卤城，我欲内外夹攻大破之，谁敢伏兵城外？”姜维、魏延、马忠、马岱齐声愿往。孔明大喜，即命姜维、魏延各引三千精兵，埋伏城外东南、西南，命马岱、马忠各引三千精兵，埋伏城外东北、西北，但听炮响，一起杀出。四将领命，引兵而去。
司马懿兵至卤城，时值初更。司马懿顾众将曰：“我若迟缓，敌必有备，此处城低壕浅，乘其不意，突然攻之，走马可破也。”于是，兵马展开，擂鼓大进。方至城下，忽听号炮连天，城上连弩齐发，箭矢如雨，魏兵纷退。勒马未稳，身后火光四起，杀声震天，伏兵尽出。司马懿大惊曰：“我中计矣！”忽卤城四门大开，城内蜀兵蜂拥杀出，内外夹攻魏兵大败。司马懿引败兵奔上山顶，郭淮引残军于山腰扎营。