孔明利用减兵添灶的策略，将军队撤退到汉中，司马懿担心有埋伏，不敢追击，也收兵回长安。因此蜀军没有损失任何人马。孔明回到成都后，向后主请示召回的原因。后主无言可对，只表示因为想念孔明才召回他。孔明认为后主这样做不是出于自己的本意，一定是有奸臣谗言，说他有异志。后主默然无语。孔明命人调查，发现是苟安传播了谣言，他已经投奔魏国了。孔明处决了那些妄奏的宦官，其他宦官被废黜出宫；同时严厉责备蒋琬、费祎等人没有察觉到奸邪，规劝天子。蒋琬和费祎只能低头认罪。孔明告别后主后，返回汉中，一面发檄令李严处理粮草，并运送给军队；一面再次商议出兵的计划。杨仪建议将军队分为两班，每班出战三个月，然后交替回来。孔明认为这个计划符合他的意愿，他说：“我要攻打中原，不是一朝一夕之事，必须长久计划。”于是下令分兵两班，限期一百天，交替轮换。违反限期者依军法处置。建兴九年春二月，
孔明再次出兵攻打魏国，当时是魏太和五年。魏主曹睿得知孔明再次出兵，急忙召见司马懿商议对策。司马懿说：“现在子丹已经死去，我愿竭尽全力，消灭敌人，以报陛下。”曹睿非常高兴，设宴款待他。次日，有人报告蜀军猛烈进攻。曹睿立即命令司马懿率军出征，亲自陪同銮驾送出城外。司马懿辞别魏主，直接前往长安，召集各路军队，商议破坏蜀军的计划。张合建议他引一军去守雍、郿，以抵御蜀军。司马懿说：“我的前军无法单独对付孔明的大军，而且还要分兵为前后，胜算不大。不如留下一军守上圭阜，其他军队都前往祁山。你愿意担任先锋吗？”张合大喜，说：“我一直怀有忠义之心，愿意全力为国家效力，可惜一直没有得到机会；现在都督愿意委以重任，即使万死不辞！”于是司马懿任命张合为先锋，总督大军。又命郭淮守陇西诸郡，其他将领分别前往各地。
然而，前方哨马报告说孔明率领大军前往祁山，先锋王平、张嶷已经经过陈仓，剑阁，从散关进入斜谷。司马懿对张合说：“现在孔明正在全力进攻，他一定会割取陇西的小麦来供给军粮。你应该设立营寨守卫祁山，我和郭淮将巡视天水诸郡，以防止蜀军割麦。”张合答应了，于是带领四万士兵守卫祁山。司马懿带领大军往陇西前进。
孔明的军队到达祁山后，安营扎寨。他看到渭滨有魏军防备，便对诸将说：“那一定是司马懿。如今我们营中缺粮，已经多次催促李严运送米粮，却总是没有到。我猜想陇上的麦子已经熟了，我们可以秘密派兵割麦。”于是留下王平、张嶷、吴班、吴懿等四将守卫祁山营地，孔明自己带领姜维、魏延等将领，前往卤城。卤城的太守认识孔明，急忙开城投降。孔明安抚完毕，问道：“现在哪里的麦子已经熟了？”太守回答：“陇上的麦子已经熟了。”孔明于是留下张翼、马忠守卤城，自己带领将领和三军往陇西前进。前方的哨兵回报说：“司马懿带兵在这里。”孔明惊讶地说：“这个人预先知道我会来割麦！”他立即沐浴更衣，推出一辆三辆四轮的车，车上都是相同的装饰。这辆车是孔明在蜀中预先制作的。
孔明下令姜维带一千人护卫车辆，五百人擂鼓，在上圭阜之后伏击；马岱在左翼，魏延在右翼，也各带一千人护卫车辆，五百人擂鼓。每辆车上有二十四人，穿着皂衣，光脚，披发持剑，手执七星皂旗，左右推车。三人各有计策，带领兵士推车前进。孔明还命令三万士兵都拿着镰刀、驮绳，准备割麦。另外选出二十四名壮士，穿着皂衣，披发光脚，持剑簇拥着四轮车，充当推车使者。关兴扮演天蓬的角色，手持七星皂旗，在车前步行。孔明高坐在车上，朝着魏营而来。
魏军的哨探看到后，吓得不知是人还是鬼，立即火速报告司马懿。懿亲自出营查看，只见孔明头戴簪冠，身披鹤氅，手持羽扇，端坐在四轮车上；左右二十四人披发持剑；前面一人手执皂旗，隐隐像天神一般。懿说：“这个又是孔明玩弄的把戏！”于是派遣两千人马，命令他们迅速去追，将车和人都捉来。魏兵领命后，纷纷追赶。孔明见魏兵追来，便命令回车，缓慢前行。魏兵骤马追赶，但看到阴风萧瑟，冷雾弥漫。他们全力追了一段路程，却追不上。大家都大惊，停下马来说：“奇怪！我们急急追了三十里，只看见他们在前面，却追不上，怎么办？”孔明见魏兵未到，又命推车过来，面向魏兵停下来。魏兵犹豫了一阵，又放马追赶。孔明又回头慢慢行进。
魏兵追赶了二十里，又见在前面，还是追不上，全都发愣。孔明又命车回转，朝着魏军倒行。魏兵又想追赶。这时，司马懿亲自带领一军赶到，传令说：“孔明擅长八门遁甲，能够驱使六丁六甲之神。这是六甲天书中的‘缩地’之法。众军不可追击。”众军才勒马回去的时候，左边鼓声震天，一支军队杀来。懿急忙命令士兵抵挡，只见蜀军队里有二十四人，披发持剑，穿着皂衣光脚，推着一辆四轮车；车上孔明端坐，头戴簪冠，身披鹤氅，手持羽扇。
司马懿大惊道：“刚才那辆车上坐着的是孔明，我们追了五十里都追不上，怎么这里又出现了孔明？真是奇怪啊！奇怪啊！”说着，右边鼓声又响起，一支军队杀来，车上也坐着一个孔明，左右二十四人，披发持剑，穿着皂衣光脚，推着车辆。懿心中疑惑重重，回头看着诸将说：“这肯定是神兵啊！”众军心中大乱，不敢与之交战，各自逃窜。就在这时，突然间又传来了战鼓声，又一支军队杀来。最前面是一辆四轮车，孔明端坐其中，左右前后都有推车的人，与之前的情景完全一样。魏兵惊恐万分，不知所措。
司马懿被孔明的计策吓得不知所措，他不知道是真的有多少蜀军，也不确定是人还是鬼，非常害怕。他急忙带领军队进入上圭阜城中，紧闭城门不敢出去。此时，孔明早已下令三万精兵将陇上的小麦都割尽，运到卤城晒干。司马懿在上圭阜城中待了三天都不敢出城。后来看到蜀军撤退了，才敢派军队出去侦察。途中捉到了一个蜀军士兵，将其带到司马懿面前。懿询问他，那个士兵告诉他：“我是割麦的人，因为走失了马匹，被捉来了。”懿问他：“刚才那个神兵是什么人？”
他回答：“三路伏兵，并不是孔明，而是姜维、马岱、魏延。每一路只有一千人护卫车辆，五百人擂鼓。只是先来诱使阵的那辆车上才是孔明。”懿仰天长叹道：“孔明真是神出鬼没啊！”这时候，有人报告副都督郭淮前来拜见。懿接见了他，礼节周全后，淮说：“我听说蜀军并不多，现在他们在卤城打麦，我们可以进攻。”懿详细说明了前事。淮笑道：“我们只是被瞒过一时，如今早已识破，算不得什么了！我可以带一军攻击他们的后方，你带一军攻击他们的前方，卤城就能攻破，孔明就会被擒获了。”懿听从了他的建议，于是分兵两路展开进攻。
与此同时，孔明带领军队在卤城打晒小麦，突然大声宣布：“今夜敌人必然来攻城。我料想卤城东西麦田之内可以伏兵，谁愿意去执行任务？”姜维、魏延、马忠、马岱四将出来说：“我们愿意去。”孔明大喜，便命令姜维和魏延各带领两千士兵，分别伏在东南和西北两处；马岱和马忠各带领两千士兵，分别伏在西南和东北两处：“只等听到炮声，四处一起发动。”四将接受了命令，带领兵士离去。孔明自己带领一百多人，每人带着火炮，出城伏在麦田中等待。
司马懿带领军队直接来到卤城下，已经是黄昏时分了。他对诸将说：“如果在白天进攻，城中必然有准备；现在可以趁夜晚攻打。这座城低矮，壕沟浅，我们可以轻易攻破。”于是他在城外驻扎军队。到了深夜时分，郭淮也带领军队到了。两支军队合兵一处，一声鼓响，将卤城围得像铁桶一样。城上的万弩齐发，箭石如雨，魏兵不敢前进。突然魏军中传来信号炮声，三军大惊，不知道哪里的军队来了。淮命人去麦田搜索，四角上火光冲天，喊声震天，四路蜀军一起杀到；卤城四门大开，城内的兵士冲出来：内外夹击，大杀一阵，魏兵死伤无数。司马懿带领残兵奋力突出包围，占领了山头；郭淮也带领残兵逃到山后扎营。孔明进入城中，命令四位将领在四个角落安营。
郭淮向司马懿报告说：“我们与蜀军相持已经很久了，没有办法撤退；现在又被他们杀了一阵，伤亡超过三千人；如果不及时采取行动，日后将很难撤退。”懿问：“那么该怎么办？”淮说：“可以发檄文调集雍、凉的人马一起剿杀。我愿率军袭击剑阁，截断他们的归路，使他们断粮困乏，三军慌乱。到那时候，我们再乘势击败他们，敌人就可以被消灭了。”懿同意了他的建议，立即发檄文并火速派人去雍、凉调集人马，不到一天，雍、凉的大将孙礼带领各郡的人马到了。懿命令孙礼与郭淮一起去袭击剑阁。与此同时，孔明在卤城与魏兵相持已久，但却没有见到魏兵出战，于是召唤姜维和马岱进城听命，说：“现在魏兵守住山险，不与我们交战：一方面是因为他们料到我们的小麦已经用尽，没有粮食；另一方面是为了让我们的军队去袭击剑阁，切断我们的粮道。你们两人各带一万士兵先去守住险要，魏兵见到我们已经做好准备，自然会退去。”姜维和马岱带领军队离去。