，曹休為吳軍大敗，殘部幸得賈逵接應，方得生還。

太和三年（227年），蜀丞相諸葛亮第三次出兵攻魏，並佔據武都、陰平二郡。太和四年（230年），魏明帝決定興師伐蜀。升司馬懿任大將軍、加大都督、假黃鉞，與大司馬曹真一起伐蜀。

八月，魏明帝命曹真率主力由長安入子午谷，左將軍張郃出斜谷，司馬懿自荊州溯漢水出西城（今陝西安康西北），將兵分三路會攻漢中。司馬懿從西城開拓道路，水陸並進，沿著沔水逆流而上，直達朐腮，攻克新豐縣，駐軍丹口，後遇雨班師。

太和五年（231年），二月，蜀漢丞相諸葛亮率軍第四齣進攻魏，包圍祁山（今甘肅東南部山地）賈嗣、魏平部，並以木牛流馬運輸糧草。明帝對司馬懿說：“西方有事，非君莫可付者”，派他西駐長安，都督左將軍張郃、雍州刺史郭淮等防禦蜀軍。司馬懿留部將費曜、戴陵率4000人守邽（今甘肅天水），自率主力西救祁山。張郃勸司馬懿分兵駐紮雍、郿兩地，以作大軍後鎮。司馬懿不同意，他說：“料前軍獨能當之者，將軍言是也。若不能當，而分為前後，此楚之三軍所以為黥布禽也。”於是挺進喻麋。

諸葛亮聞魏大軍將至，亦分兵一部繼攻祁山，自率主力迎擊司馬懿。郭淮及費曜等部襲擊蜀軍，被諸葛亮擊破。便親率蜀軍乘勢搶先收割熟麥，獲得軍糧。

至此，史書上對今後的作戰卻有了兩種截然不同的記載。

記載一如下：……亮聞大軍且至，乃自帥眾將芟上邽之麥。諸將皆懼，帝曰：“吾倍道疲勞，此曉兵者之所貪也。亮不敢據渭水，此易與耳。”進次漢陽，與亮相遇，帝列陣以待之。使將牛金輕騎餌之，兵才接而亮退，追至祁山。亮屯滷城（今甘肅天水南），據南北二山，斷水為重圍。帝攻拔其圍，亮宵遁。追擊，破之，俘斬萬計。

記載二如下：……郭淮、費曜等徼亮，亮破之，因大芟刈其麥，與懿遇於上邽之東。懿斂軍依險，兵不得交，亮引還。懿等尋亮後至於滷城。張郃曰：“彼遠來逆我，請戰不得，謂我利不在戰，欲以長計制之也。且祁山知大軍已在近，人情自固，可止屯於此，分為奇兵，示出其後，不宜進前而不敢逼，坐失民望也。今亮孤軍食少，亦行去矣。”懿不從，故尋亮。既至，又登山掘營，不肯戰。賈詡、魏平數請戰，因曰：“公畏蜀如虎，奈天下笑何！”懿病之。諸將鹹請戰。夏，五月，辛已，懿乃使張郃攻無當監何平於南圍，自案中道向亮。亮使魏延、高翔、吳班逆戰，魏兵大敗，漢人獲甲著三千，懿還保營。六月，亮以糧盡退軍，司馬懿遣張郃追之。郃進至木門（今甘肅天水西南），與亮戰，蜀人乘高布伏，弓弩亂髮，飛矢中郃右膝而卒。

可以看出，前者說司馬懿大勝，後者則說司馬懿大敗。而《三國志》中諸葛亮、張郃、郭淮等人的傳記中，對此都一帶而過。而且前者對司馬懿讓張郃去追擊蜀之避而不談。相對而言，還是後者可信度高些。現在的軍事工具書也都以後者記載為準。

蜀軍退軍後，軍師杜襲、督軍薛悌都估計諸葛亮明年麥熟時還會入侵，建議趁冬天調運糧草，解決隴右糧少問題。司馬懿認為：“亮再出祁山，一攻陳倉，挫衄而反。縱其後出，不復攻城，當求野戰，必在隴東，不在西也。亮每以糧少為恨，歸必積穀，以吾料之，非三稔不能動矣”。

青龍二年（234年）二月，蜀丞相諸葛亮率軍10萬出斜谷攻魏，四月，諸葛亮至郿縣（今陝西眉縣北），進駐渭水之南。魏大將軍司馬懿率軍渡渭水，背水築壘阻擊。諸將想在渭北與諸葛亮隔水相持，司馬懿說：“百姓積聚皆在渭南，此必爭之地也”（《晉書？宣帝紀》）。遂渡渭背水紮營。司馬懿分析形勢後，對諸將說：“亮若勇者，當出武功依山而東，若西上五丈原（今陝西眉縣