蜀汉建兴七年夏四月，孔明率领大军驻扎在祁山，分设三座营寨，专心等候魏兵到来。
司马懿带领兵马抵达长安，张合前来迎接，并详细讲述了之前的战事。司马懿任命张合为先锋，戴陵为副将，率领十万大军奔赴祁山，在渭水之南扎下营寨。郭淮、孙礼进入营寨拜见司马懿。司马懿问道：“你们与蜀兵交过战吗？”二人回答说：“还没有。”司马懿说：“蜀兵从千里之外赶来，利于速战速决，如今他们来到这里却不主动出战，肯定另有计谋。陇西各路有什么消息吗？”郭淮说：“已经有细作探听到，各郡都十分用心防守，日夜提防，没有其他异常情况。只有武都、阴平二处，还没有消息回报。”司马懿说：“我亲自率军与孔明交战。你们二人赶紧从小路去救援武都、阴平，然后从蜀兵背后发动突袭，他们必然会自乱阵脚。”二人领命，带领五千士兵，从陇西小路去救援武都、阴平，并准备袭击蜀兵后方。路上，郭淮问孙礼：“仲达和孔明相比，谁更厉害？”孙礼说：“孔明比仲达强多了。”郭淮说：“孔明虽然厉害，但这一计足以显示仲达有过人的智谋。如果蜀兵正在攻打两郡，我们从后面包抄过去，他们怎么会不乱呢？”正说着，突然有侦察兵来报告：“阴平已经被王平攻破，武都也被姜维攻破。前方离蜀兵已经不远了。”孙礼说：“蜀兵既然已经攻破城池，为什么还在城外陈兵呢？其中必有诈，我们不如赶紧退兵。”郭淮听从了他的建议。刚传令退兵，忽然一声炮响，山背后杀出一支军队，旗帜上写着“汉丞相诸葛亮”，中央有一辆四轮车，孔明端坐在上面，左边是关兴，右边是张苞。孙礼和郭淮见此大惊失色。孔明大笑着说：“郭淮、孙礼，别想逃走！司马懿的计谋，怎么能瞒得过我？他每天派人前来挑战，却让你们偷袭我军后方。武都、阴平我已经拿下了。你们二人不早点投降，还想带兵和我决战吗？”郭淮、孙礼听后，惊恐万分。这时，背后喊杀声连天，王平、姜维率兵从后面杀来。关兴、张苞二将也从前面杀来。两面夹击，魏兵大败。郭淮、孙礼弃马爬山逃走。张苞看到后，纵马追赶，没想到连人带马跌入山涧。后军急忙将他救起，可他头部已经跌破，孔明派人将他送回成都养病。
郭淮、孙礼逃脱后，回去拜见司马懿，说：“武都、阴平二郡已经失守。孔明埋伏在要道，前后夹击，我们因此大败，只能弃马步行，才得以逃回。”司马懿说：“这不是你们的过错，孔明智谋在我之上。你们可再带兵把守雍、郿二城，千万不要出战。我自有破敌的计策。”二人拜别而去。司马懿又叫来张合、戴陵，吩咐道：“如今孔明得到了武都、阴平，肯定会安抚百姓以稳定民心，不会在营中。你们二人各带一万精兵，今晚出发，抄到蜀兵营寨后方，一起奋勇杀过去。我则在前面布阵，等蜀兵阵脚大乱，我就率领大军全力进攻。两军合力，就能夺取蜀寨。如果能占据此地的山势，破敌就容易了。”二人领命带兵出发。戴陵在左，张合在右，各自从小路进发，深入到蜀兵后方。三更时分，他们来到大路，两军相遇，合兵一处，从蜀兵背后发起攻击。没走三十里，前军停了下来。张合、戴陵亲自骑马查看，只见数百辆草车横在路中。张合说：“这里肯定有埋伏。我们赶紧找路回去。”刚传令退兵，只见满山火光冲天，战鼓号角声震耳欲聋，伏兵从四面八方涌出，将二人团团围住。孔明在祁山上大声喊道：“戴陵、张合，听我一言：司马懿以为我去武都、阴平安抚百姓，不在营中，所以派你们二人来劫寨，却中了我的计谋。你们二人只是无名小将，我不杀你们，快下马投降！”张合大怒，指着孔明骂道：“你不过是个山野村夫，竟敢侵犯我国境界，还敢说这种大话！我要是捉住你，定将你碎尸万段！”说完，纵马挺枪，杀上山来。山上箭石如雨般落下。张合无法上山，于是拍马舞枪，冲出重围，无人能挡。蜀兵将戴陵围困在核心。张合杀出原路，不见戴陵，又奋勇翻身杀入重围，救出戴陵返回。孔明在山上，看到张合在万军之中往来冲突，越发英勇，便对左右说：“曾听闻张翼德大战张合，人们都十分惧怕。我今日亲眼所见，才知道他的勇猛。如果留下此人，日后必为蜀中的大患。我一定要除掉他。”于是收兵回营。
司马懿率兵布好阵势，只等蜀兵阵脚大乱就一起进攻。忽然看到张合、戴陵狼狈归来，报告说：“孔明早有防备，我们因此大败而归。”司马懿大惊道：“孔明真是神人！我们不如暂且退兵。”随即传令让大军全部撤回本寨，坚守不出。
孔明大获全胜，缴获的器械、马匹数不胜数，于是率领大军回到营寨。他每天让魏延前去挑战，魏兵却坚守不出。一连半个月，双方都没有交战。孔明正在营帐中思考对策，忽然有士兵报告，天子派遣侍中费祎带着诏书来了。孔明将费祎接入营中，焚香行礼完毕，打开诏书阅读：
街亭之役，过错在于马谡；而你主动承担责任，深深自责并贬抑自己的官职。我不好违背你的意愿，便同意了你所请。前年你出征，斩杀王双；今年再次出征，郭淮败逃；你收降氐、羌，收复武都、阴平二郡：威震敌胆，功勋显着。当今天下局势动荡，元凶还未被消灭，你肩负重任，掌管国家大事，却长久地自我贬抑，这不利于发扬国家的伟业。现在恢复你的丞相之职，你不要推辞！
孔明听完诏书，对费祎说：“我的北伐大业还未完成，怎么能恢复丞相之职呢？”坚决推辞不接受。费祎说：“丞相如果不接受职务，不仅违背天子的心意，也会让将士们感到心寒。您还是暂且接受吧。”孔明这才接受了丞相之职。费祎告辞离去。
孔明见司马懿始终不出战，便想出一条计策，传令让各处营寨都拔营起行。有细作将此消息报告给司马懿，说孔明退兵了。司马懿说：“孔明肯定有大的谋略，我们不可轻举妄动。”张合说：“这肯定是因为他们粮草耗尽才回去的，我们为什么不追击呢？”司马懿说：“我估计孔明去年大丰收，今年麦子又成熟了，粮草充足。虽然转运艰难，但也能支撑半年，怎么会轻易退兵呢？他见我们连日不战，所以用这个计策来引诱我们。我们可以派人远远地侦察。”士兵侦察后回报说：“孔明在离此地三十里的地方扎营。”司马懿说：“我就知道孔明不会真的退兵。我们暂且坚守寨栅，不可轻易前进。”过了十天，没有任何消息，也不见蜀兵前来挑战。司马懿再次派人侦察，回报说：“蜀兵已经拔营离开了。”司马懿不信，便换上普通士兵的衣服，混杂在军中，亲自前去查看，果然看到蜀兵又后退三十里扎营。司马懿回到营中对张合说：“这是孔明的计策，我们不可追赶。”又过了十天，再次派人侦察，回报说：“蜀兵又后退三十里扎营。”张合说：“孔明用的是缓兵之计，逐渐退往汉中，都督为什么还心存疑虑，不早点追击呢？我愿意前去决一死战！”司马懿说：“孔明诡计多端，我们要是有什么闪失，就会挫伤我军的锐气。不可轻易前进。”张合说：“我去如果战败，甘愿接受军令处罚。”司马懿说：“既然你要去，可以分兵两路，你率领一路先行，一定要奋力死战。我随后接应，以防有伏兵。你明天先出发，到半路驻扎，后天交战，这样兵力才不会疲乏。”于是分兵完毕。第二天，张合、戴陵率领数十员副将、三万精兵，奋勇先行，到半路扎下营寨。司马懿留下许多兵马守寨，只带领五千精兵，随后进发。
原来，孔明秘密派人侦察，得知魏兵在半路停歇。当晚，孔明召集众将商议说：“如今魏兵前来追击，必然会拼死一战，你们必须以一当十。我会派伏兵截断他们的后路，这不是智勇双全的将领，可担当不了这个任务。”说完，用目光看向魏延。魏延低下头不说话。王平站出来说：“我愿意承担这个任务。”孔明说：“如果有闪失，怎么办？”王平说：“我愿意接受军令处罚。”孔明感叹道：“王平肯舍身冒箭石之险，真是忠臣啊！虽然如此，无奈魏兵分两路前后而来，会截断我们的伏兵，王平纵然智勇双全，也只能抵挡一路，怎么能分身两处呢？必须再找一位将领一同前去才好。怎奈军中再没有舍生忘死、冲锋在前的人了！”话还没说完，一位将领站出来说：“我愿意前往！”孔明一看，是张翼。孔明说：“张合是魏国的名将，有万夫不当之勇，你不是他的对手。”张翼说：“如果有失误，我愿意把首级献在您的帐下。”孔明说：“你既然敢去，可以和王平各带一万精兵，埋伏在山谷中，等魏兵追上来，等他们全部过去，你们就带领伏兵从后面掩杀。如果司马懿随后赶来，就分兵两路：张翼带领一路挡住后队，王平带领一路截断前队。两军必须拼死作战。我自有其他计策相助。”二人领命带兵而去。孔明又叫来姜维、廖化，吩咐道：“给你们二人一个锦囊，带领三千精兵，放倒军旗，停止击鼓，埋伏在前山之上。如果看到魏兵围住王平、张翼，情况十分危急，不要去救援，只打开锦囊查看，自然有解围的办法。”二人领命带兵而去。孔明又把吴班、吴懿、马忠、张嶷四将叫到跟前，低声吩咐说：“如果明天魏兵到来，他们锐气正盛，你们不可正面迎敌，要边战边退。只等关兴带兵来助战时，你们就回军追杀，我自有兵马接应。”四将领命带兵而去。孔明又叫来关兴，吩咐道：“你带领五千精兵，埋伏在山谷中，只等山上红旗飘动，就带兵杀出。”关兴领命带兵而去。
张合、戴陵率领兵马前来，行军速度快如疾风骤雨。马忠、张嶷、吴懿、吴班四位将领迎战，出马上前与他们交锋。张合十分恼怒，指挥士兵追杀，蜀兵则边战边退。魏兵追赶了大约二十多里，当时正值六月，天气酷热难耐，人和马都汗流浃背，汗水就像泼出来的一样。追到五十里外时，魏兵全都气喘吁吁。孔明在山上挥动红旗，关兴带兵杀出。马忠等四位将领，也一起领兵杀了回来。张合、戴陵拼死抵抗，不肯后退。突然喊声震天，两路军队杀出，原来是王平、张翼。他们各自奋勇杀敌，截断了魏兵的后路。张合大声对众将喊道：“你们都到这儿了，不拼死一战，还等什么时候！”魏兵奋力突围，却无法脱身。这时，背后鼓角齐鸣，司马懿亲自率领精兵赶到。司马懿指挥众将，将王平、张翼围困在核心。张翼大声呼喊：“丞相真是神人！早就料定了一切，肯定有良策。我们一定要拼死一战！”于是分兵两路：王平带领一路截住张合、戴陵，张翼带领一路全力抵挡司马懿。两边拼死战斗，喊杀声接连不断。
姜维、廖化在山上观察，看到魏兵气势强盛，蜀兵形势危急，渐渐抵挡不住。姜维对廖化说：“情况如此危急，我们可以打开锦囊看看计策。”两人拆开锦囊一看，里面写着：“如果司马懿派兵把王平、张翼围困得极其危急，你们二人就分兵两路，直接袭击司马懿的营寨，司马懿必定会急忙退兵，你们可以趁乱进攻。就算夺不下营寨，也能大获全胜。”两人十分高兴，立即分兵两路，径直向司马懿的营寨杀去。
原来司马懿也担心会中孔明的计策，一路上不断派人传递消息。司马懿正在催促战斗的时候，忽然有流星马飞速来报，说蜀兵分两路去攻打大寨了。司马懿大惊失色，对众将说：“我就知道孔明有计谋，你们不信，非要勉强追击，结果误了大事！”于是急忙带兵回救，军心大乱，士兵们慌乱奔走。张翼随后掩杀，魏兵大败。张合、戴陵见形势孤立，也向偏僻的山间小路逃走，蜀兵取得了大胜。背后关兴带兵接应各路蜀兵。司马懿大败一场，逃入营寨时，蜀兵已经撤离。司马懿收拢败军，责骂众将说：“你们不懂兵法，只凭一股血气之勇，强行出战，才导致这场失败。今后绝不许再轻举妄动，再有不遵守命令的，一定按军法处置！”众将都羞愧地退下了。这一战，魏军死伤众多，遗弃了无数的马匹和器械。