有星赤而芒角，自东北西南流，投于亮营，三投再还，往大还小，俄而亮卒。
——（东晋）孙盛《晋阳秋》
恢复了吴蜀联盟，平定了南中叛乱，诸葛亮开始酝酿北伐中原，实现统一。公元228年，即蜀汉建兴六年，曹魏太和二年，诸葛亮趁曹丕去世，魏明帝曹叡刚刚登基的机会，出兵祁山（在今甘肃西部和北部），开始第一次北伐。
在刘备死后，魏国根本没有防备过蜀汉的进攻，因此蜀军出其不意，势如破竹般接连攻下三个郡，魏将姜维也投降了蜀国。不幸的是，前锋马谡没有遵守命令，在街亭被魏军打败，使诸葛亮失去了进攻的据点，只好引兵退回汉中。
此后诸葛亮又进行了几次北伐，但都因为粮食接济不上，失败而归。几年的征战加重了人民的负担，士兵需要休整。所以诸葛亮决定休养生息，积蓄力量。经过3年的准备，诸葛亮亲率十万大军，开始了第五次北伐。
蜀军在渭水南岸的五丈原（今陕西眉县西南）扎下营寨。魏国大将司马懿率领魏军，背水构筑营垒阻挡。诸葛亮曾经派使臣到东吴与孙权约定同时攻魏，孙权就率军10万北上进攻曹魏，魏明帝曹叡亲自率军迎敌，最后孙权被打败，撤回江东。(www.xing528.com)
渭水前线，司马懿针对蜀军粮食补给困难的弱点，一直不与蜀军正面交锋，想把蜀军拖垮。为解决军粮运输问题，诸葛亮发明了新的运输工具“木牛流马”，大大提高了粮食的运输效率。此外，他还命令士兵们种田，准备同魏军作长期的较量。但几个月过去了，诸葛亮仍然没有找到同魏军交战的机会。他几次派人前去挑战，司马懿始终坚守不出。后来，为了激怒对方，诸葛亮就让人送了套女人的衣服给司马懿，司马懿不为所动，但他手下的将领沉不住气了，纷纷要求出战。为了搪塞这些将领，司马懿假意上表给魏明帝请战，魏明帝就派辛毗到前线节制司马懿。
姜维忧虑地说：“辛毗来了，司马懿更不会出战了。”
诸葛亮也说：“司马懿本来就不想出战，所谓请战，只不过是借口。将在外，君命有所不受，假如他想出战，完全可以自己做主，何必千里去请战呢。”
可见，双方的主帅彼此都十分了解，战局也就僵持了下来。
诸葛亮既要领兵打仗，还要操心国内的局势，积劳成疾，病倒了。由于前方缺医少药，病情很快恶化。诸葛亮没有料到自己会一病不起，他怀着无限惋惜之情，在军营里与世长辞了。据说诸葛亮去世的时候，天上掉下了一颗红色的陨石，至今还保存在五丈原诸葛亮庙的落星亭内。
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