曹真死后，司马懿派人送回洛阳安葬。曹睿闻曹真已死，下诏催司马懿出战。司马懿先向孔明下挑战书，接着提大军来与孔明交锋。
孔明即引祁山军士前到渭水河边和司马懿决战。两军对阵，一边是河，一边是山，中间一马平川，好大一片平原，真是决战的好战场。
诸葛亮端坐阵前，见魏军门旗打开，司马懿骑马出阵，众将随后跟出。孔明朗声问：“仲达要挑战，是想斗将、斗兵还是都阵法？”
司马懿回答：“先斗阵法怎样？”
孔明说：“你布阵让我看看。”
司马懿进入中军，手持黄旗挥舞，左右军趱动，不久排成一阵势，又上马出阵，问孔明：“你认识我的阵么？”
孔明笑着不屑的说：“这样的阵，我军中偏将都能布置。这是'混元一气阵'。”
司马懿无语，说：“你布阵让我看来！”孔明也进入军中，羽扇连连摇动，三军穿插布列，孔明出了阵，问：“你认得这个阵法么？”
司马懿回答：“有什么稀奇？这是八卦阵。”
孔明又问：“你认得阵法，敢派军攻打吗？”
司马懿说：“小小八卦阵，能难倒我吗？”说完，回入本阵，召戴陵、张虎、乐林三将，吩咐说：“这个八卦阵的破解法门，是从正东'生门'打入，往西南'休门'杀出，然后从正北'开门'杀入，阵便破了，你们一定小心在意，不要弄错方向了。”于是戴陵、张虎、乐林各领三十骑兵，从生门打入。两军呐喊助威，三人杀入阵中，却见阵连如城，哪里能够冲出？加上阵中重重叠叠，愁云涌动，惨雾蒙蒙，又处处有门户，分不清东南西北，三将不能相互救应，像无头苍蝇乱撞，不久便被蜀军用绳索绊倒，都被捆得结结实实，送到中军大帐里。
孔明坐在帐内，笑着对戴陵等九十名魏军说：“我捉你们，犹如捉九十只蚂蚁而已。你们回去告诉司马懿，要他熟读兵书，再决雌雄！”吩咐武士将魏军衣服剥了，用墨涂脸，步行出阵。
司马懿见了大怒，回头对众将说：“首战就被挫败锐气，有什么脸面回去见朝中大臣？”随即指挥三军，奋勇向前。司马懿自己拔剑在手，领一百多骁将，督促冲杀。两军刚交汇，忽然西南鼓角齐鸣，一彪军杀来，却是关兴。司马懿分兵抵挡，尚未安排妥当，东北角又一军杀来，为首大将姜维。蜀兵三路夹攻，司马懿大惊，急令退兵。蜀军追杀一阵，魏军大败，退回渭水南岸下寨，坚守不出。
孔明收得胜蜀军，回到祁山。恰永安城李严派遣都尉苟安解送粮米，到军中交割。苟安好酒误事，迟延了十天时间。孔明大怒，喝令斩首。长史杨仪劝谏说：“苟安是李严心腹，我们钱粮多出于西川，如果杀了他，再无人敢送粮草了。”
孔明说：“死罪可饶，活罪难逃。”命武士打了八十军棍。苟安被打后，心中怨恨，竟连夜带亲随投降司马懿去了。司马懿见苟安模样鬼头鬼脑，内心信了八分，但口中说：“孔明诡计多端，你说的我难以相信，你去帮我做件大事，我保举你为魏国上将。”
苟安撅着被打烂的屁股谄媚说：“都督尽管吩咐，我万死不辞。”
司马懿说：“你到成都去，散布孔明有野心的谣言，让刘禅召回孔明，事成就是你的功劳。”苟安应允，急忙赶回成都，专门对刘禅身边宦官散布谣言。宦官吃惊，入宫奏后主。
后主惊讶万分，茫然说：“这将怎么办？”
宦官说：“可诏孔明还成都。”
后主便下诏宣孔明班师回成都。蒋琬出班启奏：“丞相出师，屡获大胜，此时召回，不是前功尽弃？”
刘禅支吾说：“朕有机密事要和丞相当面商量，你们何必多言！”
孔明接到后主诏书，仰天长叹：“主上年幼，受奸臣蒙蔽，我正要建功，怎么能回去？如果不回去，又是违抗圣旨。可惜！可惜！”
姜维说：“如大军撤退，司马懿乘机掩杀，我们怎么抵挡？”
孔明说：“我们可以分五路撤退，采取添灶的方法，如军营一千人，则挖掘炉灶两千，第二天挖三千，后日挖四千，增灶慢慢撤回。”
再说司马懿算定苟安的计策差不多见成效，便要乘蜀军撤退时掩杀，以报以前的羞辱。正在算计间，探子报告说蜀营已经空虚了，人马都走了。
司马懿吃过孔明多次亏，不敢马上领军追击，而是引百余部将来蜀营查看，叫军士数炉灶，便回营寨，第二天，又派军士去计点炉灶数量。军士回来报告：“这营内的炉灶，比前天多了几千。”
司马懿对众将说：“孔明足智多谋，果然是添兵增灶，我们如果擅自追击，必然中他的计策。”于是按兵不动，不予追击，孔明退军，没有折损一人，往成都去了。（至此，孔明四出祁山，无功而返。）
