祁山在现在甘肃东南的西和西北位置，是孔明北伐的主要进军路线，山上有十分坚固的城池，为兵家必争之地。孔明对魏延一开始就没有好感，要不是刘备劝阻，老早就砍掉了他的头。后来刘备一再提拔魏延，并随同入川。魏延东征时已封为镇北将军，甚得刘备信任。这次追随孔明北伐，向孔明建议取道子午谷，攀援秦岭，然后直扑长安。孔明却认为并非万全之计，不予采纳。魏延怏怏不乐，幸亏赵云以半百高龄，连斩曹军五将。关兴、张苞建有奇功，魏延趁机骗取安定城。蜀军士气大振，打算攻取天水。中郎将姜维，向天水太守马遵献策，起兵出城，只留文官守城，待赵云来攻，才内外夹攻。此计果然奏效，赵云首尾不能相顾，只好冲开条路，引败兵奔走。姜维赶来，幸好张翼、高翔赶来救援，赵云才得以逃回大寨，向孔明说中了敌人之计。又说姜维年纪轻轻，功夫了得！当地人告诉孔明：姜维字伯约，天水人，事母至孝，文武双全、智勇兼备，真当世之英杰也。孔明自为前部，望天水出发，亲眼看到姜维调度兵马，也叹为将才。吩咐魏延，引军虚张声势，诈取姜母所在的冀县，如姜维到来，即放入城。曹军大将夏侯懋是附马，被王平生擒，孔明命他招安姜维，并且说姜维现在冀县探望母亲，派人来说：但得驸马在，我愿来降！夏侯懋懦弱无谋，表示愿意配合。孔明给予衣服鞍马，不令人跟随，放之自去。夏侯懋逃离途中，见数人奔走。问之，答以“姜维献了城池，归降孔明。蜀将魏延纵火劫财，因此弃家逃走”。不久又见百姓携儿扶老而来，所说皆同。夏侯懋信以为真，到天水城下叫门。城上兵士认得驸马，慌忙开门迎接入内。夏侯懋与太守细说姜维之事，大家都认为姜维已经投降。当夜蜀兵来攻，火光中可见姜维在城下挺枪勒马，大叫：“请夏侯都督答话！”夏侯懋及马遵到了城上，姜维大叫：“我为都督而降，都督何背前言？”夏侯懋惊问什么前言？姜维回答：“汝写书信教我降蜀，怎么现在却不承认。我今降蜀，加封为上将，哪里有回魏的道理？”原来城下的姜维，是孔明找形貌相似的兵士，伪装的姜维，在火光中不容易辨识，这才以假乱真。真的姜维，夺得蜀军粮草，正要入城，被张翼和王平两下夹攻。姜维杀出一条生路，来到天水城门。太守令士兵乱箭射下，姜维飞奔封城，又是一阵乱箭射来。两地皆说反国之贼，既已降蜀，又来干什么？姜维不能辩解，仰天大叹，两眼泪流，拨马望长安而走。途中被关兴截住去路，孔明乘车由山坡中转出，问他此时为什么还不投降？姜维想了许久，前有孔明，后有关兴，根本没有退路，只好投降。孔明慌忙下车而迎，执着姜维的手说：“吾自出茅庐以来，遍求贤者，欲传授平生之学，恨未得其人。今天遇到你，吾愿足矣！”少年慎择师，老年慎择徒。孔明说的是真心话。姜维大喜拜谢，共商取天水、上邽的计策。于是天水、上邽、冀城三地，悉归蜀汉。远近州郡，也都望风归降。孔明整顿军马，尽提汉中之兵，前出祁山。这一次北伐，获得姜维这一员大将，确实是最大的收获。孔明自知年纪逐渐老大，急需培养接班人，得到姜维，当然是“吾愿足矣”。
4孔明重用马谡：言过其实的代价
司马懿斩孟达，曹叡大喜，赐金钺斧一对，以后遇有机密要事，不必奏闻，可先便宜行事。司马懿举张郃为先锋，引军二十万，出关迎战。他料定孔明一向谨慎，不敢走子午谷。这样，街亭就成为孔明必经的要地，务必先断其要路，以绝其粮道。蜀军若一月无粮，自然退回。
孔明这边，同样料想司马懿出关，必取街亭，便问谁敢引兵去守？参军马谡立即表示愿往。孔明说街亭虽小，关系却十分重大。倘街亭有失，吾大军休矣！马谡坚持，孔明还是不依。最后以军中无戏言，要马谡立下军令状，若有闪失，斩杀全家。为安全起见，又指派王平相助，特别提醒王平，这是重任，安好营寨之后，派人画图持回，以便查阅。凡事商议妥当而行，万万不得轻易私自决定。又派高翔屯兵街亭东北的山僻小路，以便及时引兵救援。再指派魏延在街亭之后，以便接应街亭。
二人所见略同，都以街亭为目标。一攻一守，俨然是大战的关键。孔明还是不放心，要赵云、邓芝各引一军出箕谷，以为疑兵；自己则统领大军，兵出斜谷。
马谡在白帝城时，曾经被刘备点名，要孔明特别小心他时常言过其实，千万不可大用。但是其南征时所提的攻心、收心策略，效果很好，孔明十分欣赏。这次用他当参军，经常和他讨论，也很有同感。他觉得刘备每次出征，都喜欢提拔新人。既然马谡如此坚决，也就委以重任。不料他对人的判断，仍然不及刘备。第一次派人独挑大梁，便用错了人。
5孔明挥泪斩马谡：亲信犯错也要依法处置
孔明回到汉中，发现只有赵云这一军，不折一人一骑，盛赞“真将军也”，赠与黄金五十斤，以示奖赏。赵云请寄库存，要用时再拿，令大家倍觉钦敬！
马谡和王平来见，孔明先唤王平入帐，责骂他不尽劝谏的责任。王平说明马谡固执己见，坚持不听。孔明叫他出去，再唤马谡入帐。马谡把自己捆绑起来，跪于帐前。孔明说依军法当斩，家小将按月给予禄粮，不必挂心。马谡哭着说：“丞相视某如子，某以丞相为父。某之死罪，实已难逃，虽死亦无恨！”孔明挥泪，令左右推出辕门斩首。参军蒋琬，刚好从成都来，高喊刀下留人，已来不及。武士献马谡首级于殿下，孔明大哭。说先帝面嘱，马谡言过其实，不可大用，今果尝此言。于是自作表文，请蒋琬申奏刘禅，自贬丞相之职。
孔明自己承认用人不当，所以自请处罚。刘备死后，孔明一直以马谡为知心的参谋。这一次失误，对他的打击非常大。按理说胜负乃兵家常事，并不是打败仗便应该杀头。但是事先再三交代，此事非同小可。犯了重大的过错，还不能将功补过，及时做出一些调整，至少也要以最大的勇气和毅力，将伤亡减到最低。怎么可以临事而惧，致令军士惊慌失措，造成这么惨的溃败？如果马谡战死沙场，孔明还多少有一些交代。现在活着回来，竟然自行缚绑，难道还想活命吗？他不能力战而后败，才是孔明下令斩首的主要原因。然而，自己用错人，至少要给马谡一些同情，所以挥泪，而且承诺照顾他的家小。
6孔明装神弄鬼割小麦：一举多得
刘禅向孔明道歉，说自己误信宦官之言，一时召回丞相，十分后悔。有了这些证据，孔明将妄奏的宦官杀掉，不就是曹操了？凡事处理得合乎时机，大家都没有话说。苟安逃往魏国，一时无法捉他。孔明复到汉中，仍令李严负责粮草。杨仪建议分兵两班，以三个月为期，两班轮流出击，以减少疲乏。孔明大喜，先带一班出征。司马懿因曹真已死，向曹叡保证愿尽一己之力，剿除寇贼。请张郃为先锋，料定孔明必将割陇西小麦，以资军粮。乃派张郃结营守祁山，自己引大军望陇西而去。孔明当然要割取小麦，却已料定司马懿会来阻挡。因此装神弄鬼，要姜维准备三四个孔明的塑像，装在车上，好像真的一样。司马懿看见孔明，追赶了好久，才发现有好几个孔明，以为是神兵，赶快又躲起来。
孔明割了小麦，忽报东吴有意联魏来犯。赶紧分兵两路，徐徐退兵。张郃见司马懿按兵不动，自告奋勇要去追杀。司马懿指挥他这样、那样，结果中了孔明的埋伏。被魏延逼得走投无路，万箭齐发，射死在木门道中。
司马懿悲伤不已，仰天感叹：张郃之死，吾之过也！论武艺，魏延根本不是他的对手。论作战，他也不在司马懿之下。但是，天色昏黑，山上火光冲天，两边皆是峭壁，插翅难飞，却又进退无路。孔明原本是用来对付司马懿的，却误射了张郃，这难道也是天意？张郃不死，司马懿要抓权，势必多一个阻挡。他不能杀死张郃，却有意无意让张郃代替他送死，是不是有点奇怪。
7孔明再上出师表：鞠躬尽瘁，死而后已
第一次北伐，孔明痛失街亭，虽然得姜维，内心仍然十分自责。赵云死亡，更使他觉得再这样下去，实力只有愈来愈弱。因为人才培育不易，而折损太快。何况有人认为北伐既然这么困难，不应该轻动。所以孔明再度上表，以明白宣示自己的决心和实际上的需要。