曹将郭淮认为蜀军必会争夺北原，司马懿认同，便派郭淮先前往防备，又把人口集中的渭水以南筑砦加固防备。果然，蜀军到来，但被郭淮击退。司马懿亦曾趁武功水涨水时试图率军攻击孟琰所部，被诸葛亮作浮桥以弓弩击退。诸葛亮每每患粮不继，使己志不申，是以分兵屯田，为久驻之基。耕者杂于渭南河滨居民之间，而百姓相安，军无私事。而孙权也曾率十万大军北上响应蜀汉，但被满宠领数十勇士放火烧船打败。
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诸葛亮自至，数次派人挑战。司马懿吸取在诸葛亮第四次北伐时魏军与蜀汉军队正面作战惨败（详见诸葛亮北伐）的教训，始终坚守不出。其后诸葛亮故意让人带一套女人的衣服、头巾送给司马懿，表示司马懿就像女人一样。魏军将领见此情形都火冒三丈，纷纷要求出战，为了搪塞将领们的要求，司马懿亦上表向魏明帝固请出请战。曹叡便使卫尉辛毗持节以节制司马懿。姜维对诸葛亮说：“辛佐治仗节而到，贼不复出矣。”诸葛亮曰：“彼本无战情，所以固请战者，以示武于其众耳。将在军，君命有所不受，苟能制吾，岂千里而请战邪！”这只是做样而已。
后诸葛亮派下战使到司马懿处，司马懿问诸葛亮寝、食和其事情之劳累，不问军事。使对司马懿说：“诸葛公夙兴夜寐，罚二十以上，皆亲揽焉；所啖食不至数升。”司马懿说：“亮将死矣。”魏、蜀两军相峙百余日。是年八月，诸葛亮积劳成疾而病倒，病情日益恶化。消息传到成都，刘禅派李福去探望诸葛亮，并询问以后国家大计和继承人问题。诸葛亮也对各将领交代后事，要杨仪和费祎统领各军撤退，由魏延、姜維负责断后。
