司马懿奏曰：“我曾奏请陛下，预测孔明必然从陈仓出兵，所以派郝昭守把。现在果然如此。如果他们从陈仓进攻，运粮会很方便。现在幸好有郝昭和王双守把，他们不敢从这条路运粮。其他小道运输困难。我估计蜀军的粮草只够一个月，他们利在急战。我们只需要坚守。陛下可以发布诏令，命令曹真坚守各处关隘，不要出战。不需要一个月，蜀军自然会撤退。到那时候我们乘虚而击，可以擒获诸葛亮。”曹睿欣然说：“既然你有先见之明，为何不自己带一军去袭击他们呢？”
司马懿说：“我并非舍身求胜，实际上是想保留这支兵力，以防东吴的陆逊。孙权不久将会自称帝号，如果他称帝，恐怕陛下会出兵讨伐，他肯定会先来攻击我们。所以我想以这支兵力来应对。”正说着，突然有近臣禀报曹真有战报。司马懿说：“陛下可以立即命人告诫曹真，追击蜀军时要观察其虚实，不要深入敌重地，以免中了诸葛亮的计策。”曹睿立刻发诏令，派太常卿韩暨前去告诫曹真：“切不可战斗，务必谨守；只等蜀军撤退后再出击。”司马懿送韩暨出城外，并嘱咐说：“我将这个功劳让给子丹，你见到他的时候，不要说这是我提出的意见，只说是天子的诏令，命他守护为上。追击的人，务必小心谨慎，不要派性急躁的人去追。”韩暨告辞离开。
曹真正准备商议事情时，忽然有人报告天子派太常卿韩暨前来。曹真出寨迎接，接到诏书后，与郭淮、孙礼商议。郭淮笑着说：“这是司马仲达的见解。”曹真问：“他有什么见解？”郭淮说：“这个说法深刻地理解了诸葛亮用兵之道。能够长期对抗蜀军的，必然是司马仲达。”曹真问：“如果蜀军不撤退，我们该怎么办？”郭淮说：“可以暗地里派人去告诉王双，在小路上引兵巡逻，蜀军自然不敢运粮。等到他们粮尽兵退，我们就乘势追击，可以获得完胜。”孙礼说：“我可以去祁山假装是在运粮的军队，车上装满干柴和草，用硫磺和硝石灌满。然后虚报说陇西的粮草到了。如果蜀人没有粮草，必然会来抢夺。我们就在里面放火
烧车，并设伏兵外围，可以获得胜利。”曹真高兴地说：“这个计策真是妙啊！”他立即命令孙礼按照计划行动。同时，他还派人通知王双在小路上巡逻，郭淮则负责调遣箕谷和街亭的军马，让各路军队守卫险要地点。曹真还命张辽的儿子张虎为先锋，乐进的儿子乐綝为副先锋，共同守卫头营，不允许出战。
与此同时，孔明在祁山寨中，每天都有挑战者出来，但魏军坚守不出。孔明召集姜维等人商议：“魏军坚守不出，说明我们军中没有粮草了。现在陈仓的转运已经中断，其他小路都很艰难。我计算随军携带的粮草只够一个月使用，我们该如何办？”
孔明听说魏军在祁山西运粮，运粮官是孙礼，他了解到孙礼是曹真的心腹，并且以前曾因斩杀猛虎而受到重用。孔明笑道：“魏军料想到我们缺粮，所以才使用这个计策。车上装载的必然是引火之物。我一向擅长火攻，他们想通过这个计策引诱我们去劫粮车，然后再来劫我们的寨子。我们可以将计就计，执行我的计划。”
于是，孔明召唤马岱，并告诉他：“你带领三千士兵径直去魏军屯粮之地，不要进入他们的营寨，只要在上风处放火。如果车仗被烧着，魏军必然会来围攻我们的寨子。”另外，孔明还派遣马忠和张嶷各带领五千兵士在外围设下包围圈，内外夹攻。三人接受了命令后离开了。
孔明又召唤关兴和张苞，并告诉他们：“魏军的头营有四条通道。如果今晚西山起火，魏军必然会来劫袭我们的营寨。你们两个可以隐藏在魏军寨子的左右两侧，等他们的兵出寨之后，你们就可以出来袭击他们。”接着，孔明又召唤吴班和吴懿，并分派任务给他们：“你们各自带领一支军队伏击在营外。如果魏军到达，你们就可以截断他们的归路。”孔明分派完任务后，自己回到祁山上坐在高处观望。
魏军得知蜀军要来劫粮后，急忙报告给孙礼。孙礼立即派人飞报曹真。曹真派人去头营告诉张虎和乐綝：“如果今晚山西起火，蜀军必然会前来救援。你们可以出兵，如此如此行动。”张虎和乐綝接受了计划，派人登楼专门观察火光的信号。
与此同时，孙礼率领军队伏击在山西，等待蜀军到来。在深夜两点钟，马岱带领三千士兵前来，每个人都衔着火把，马儿咬紧缰绳，径直来到山西。他们看到了许多车辆和战具堆叠成营寨，车辆上插着旌旗。正值西南风起，马岱命令士兵径直去营寨南边放火，车辆立即起火，火光冲天。孙礼误以为是蜀军在魏寨内放火号，急忙率军前来围攻。不料，背后鼓角喧天，马忠和张嶷率领的两路军队围杀过来，将魏军困在垓心。孙礼大惊，这时又听到魏军中喊声起，一支军队从火光处杀来，正是马岱。内外夹攻，魏军大败。火势猛烈，风势急促，人马纷乱逃窜，死伤无数。孙礼带着中伤的军队，冒着烟雾逃走。
与此同时，张虎在寨中望见火光，立刻打开寨门，与乐綝一起率领人马冲向蜀寨，却发现寨中没有一个人。他们急忙收兵回去，却被吴班和吴懿率领的两路军队截断了归路。张虎和乐綝急忙冲出重围，返回本寨，却看到土城上箭如雨。原来关兴和张苞已经袭击了营寨。魏军大败，纷纷投奔曹真的寨子。他们刚想进入寨子，却看到一支溃败的军队飞奔而来，正是孙礼。于是，他们一起进入寨子见到曹真，各自汇报中计的事情。曹真听闻后，决定坚守大寨，不再出战。
蜀军取得了胜利，回见孔明，孔明命令人给魏延传达计策，并命令拔寨准备撤退。杨仪问道：“我们已经大胜，击败了魏军，削弱了他们的战斗力，为什么要撤军呢？”孔明回答道：“我们没有粮食，利在于快速作战。现在他们坚守不出，我们已经看出他们的弱点。虽然他们暂时战败，但中原必然会有增援。如果我们轻骑袭击他们的粮道，到时候我们无法归还。现在正好乘魏军刚刚败退，不敢正视蜀军的时机，出其不意地撤退。
孔明令人传达给魏延一支军队，在陈仓道口拦截王双，阻止他追击蜀军。他还命令魏延斩杀王双，以使魏军不敢追击。孔明计划让后续部队先行撤退，自己则留下金鼓守在寨中打更，以掩盖蜀军的撤退行动。整个夜晚，蜀军悄悄地撤退了，只留下空营。
曹真在寨中忧愁不已，忽然接到消息说左将军张合率军到来。张合下马进入帐中，告诉曹真：“我奉圣旨前来听调。”曹真问：“你见过仲达了吗？”张合回答：“仲达曾交代说：‘我们胜利了，蜀军肯定不会离开；如果我们失败，蜀军肯定会立即离开。’现在我们军败后，都督是否派人侦查蜀军的动向？”曹真回答：“还没有。”于是他立即派人去侦查，结果发现蜀军已经撤离了两天，留下的只是虚营。
与此同时，魏延接到了密计，当夜两点钟拔寨，急忙回到汉中。王双得到情报后，立即驱动军马追赶。追赶了二十多里，快要追上时，看到魏延的旗号在前面，王双大声喊道：“魏延不要逃！”但蜀军并未回头。王双急忙赶来，却发现背后的魏军喊道：“寨中起火了，恐怕有敌人的埋伏。”王双急忙下令退军，但在行进到山坡左侧时，突然有一骑马从林中冲出，大喊道：“魏延就在这里！”王双大吃一惊，措手不及，被魏延一刀砍下马来。魏军以为有埋伏，四散逃走。魏延手下只剩下三十骑，慢慢地朝汉中前进。后人有诗赞美魏延的机智：“孔明妙算胜过庞统，智勇如长星照耀一方。进退行军神秘莫测，陈仓道口斩杀王双。”原来魏延受到了孔明的密计，事先命令留下三十骑兵，伏击在王双的营寨旁边。等王双起兵追击时，魏延放火烧他的寨子，待他回寨时，魏延趁其不备，突然出击并斩杀之。魏延斩杀了王双后，引领军队回到汉中见到孔明，将俘获的人马交给了他。孔明设宴盛大庆祝，细节就不再详述。
且说张合追击蜀兵未果，遂回到寨中。此时，陈仓城的郝昭派人前来报告，说王双被斩，曹真闻讯后，深感悲伤，不能自已，以至于忧愤成疾，于是决定返回洛阳。他命令郭淮、孙礼、张合守卫长安诸道，确保魏国的安全。
在吴国，孙权设立朝廷，有细作人前来报告：“蜀国的诸葛丞相两次出兵，魏国的都督曹真兵损将亡。”听到这个消息，吴国的群臣都劝孙权兴兵伐魏，以图中原。然而孙权还犹豫不决。此时，张昭上奏道：“近日听说武昌东山有凤凰来仪，大江之中黄龙屡现。主公的德行配得上唐尧、虞舜，明智比得上文王、武王，可以即皇帝位，然后再兴兵伐魏。”众多官员都应声道：“子布的话说得对。”
于是，孙权选定了夏天的四月丙寅日，在武昌南郊筑坛祭天。到了这一天，群臣请孙权登坛即皇帝位，改黄武八年为黄龙元年。追谥父亲孙坚为武烈皇帝，母亲吴氏为武烈皇后，兄长孙策为长沙桓王。立儿子孙登为皇太子。任命诸葛瑾的长子诸葛恪为太子左辅，张昭的次子张休为太子右弼。