第四次北伐
建兴九年（231年）二月，诸葛亮率诸军再次进围祁山，用新造成的木牛运粮，并特令李严以中督护兼署丞相府事，在汉中专管督运军粮。这时魏大司马曹真有疾，魏明帝特召镇守宛城的大将军司马懿入朝，告以“西方有事，非君莫可付者”。于是，派遣司马懿西屯长安，都督雍梁二州军事，统车骑将军张郃、后将军费曜、征蜀护军戴陵、雍州刺史郭淮等征讨蜀国。张郃劝司马懿分军屯雍（今陕西凤翔县）、郿（今陕西眉县）为后镇。
司马懿赞同张郃的说法，于是向祁山进兵。诸葛亮听说司马懿率军将至，分兵留攻祁山，亲自往上邽（今甘肃天水）迎击司马懿。郭淮、费曜等出兵交战，都被诸葛亮击破。
诸葛亮与司马懿在上邽东相遇。司马懿深知蜀军远道而来，携粮有限，急于决战，避开蜀军锋芒，凭险坚守，拒不出战。诸葛亮只好退兵诱敌。司马懿率军尾随，一等蜀军停下来，就扎营据守。
司马懿登山掘营自守，不与蜀军交战。将军贾栩、魏平多次请战，司马懿不允，诸将讥笑说：“公畏蜀如虎，奈天下笑何！”
五月，司马懿在众将的一再要求下，只好派兵出战，使张郃进攻驻扎在祁山南屯的蜀军无当监王平，自己率领中军抵御诸葛亮。
诸葛亮派大将魏延、高翔、吴班领兵迎击，大破魏军，“获甲首三千级、玄铠五千领、角弩三千一百张”。司马懿回营固守。祁山方面，王平坚守南屯，张郃进攻不克，听到司马懿中军失利消息后，张郃也引兵退走。
到了六月，蜀军虽大败魏军，但粮草已尽，汉中又传来后主刘禅要诸葛亮退军的命令（即李严假传圣旨）。诸葛亮退兵。
司马懿命令追击，张郃劝道：“军法……归军勿追。”司马懿不听，张郃只好追赶。追至木门（今甘肃西和县东南），蜀汉伏兵高处，弓弩齐发，射中张郃右膝，张郃伤重而亡。
原来，李严（后改名李平）因遇大雨，无法如期运粮，便假诏圣旨，要诸葛亮撤军。李严假传圣旨被识破后，为严正法纪，诸葛亮将之贬为庶人。
第四次北伐，诸葛亮设计了称为“流马”的运输工具。
第五次北伐
建兴十二年（234年）春二月，诸葛亮率大军十万由斜谷出，以木牛流马运输粮米，并进据武功五丈原（今陕西郿县西南），屯于渭水之南。司马懿也引军渡渭，背水为垒防御。
诸葛亮每次出军，都因粮尽退还，此次出祁山之后，即劝农讲武，治斜谷邸阁；息民休士，三年而后用之。至建兴十二年（234年）二月，诸葛亮调动所能征发的军队，出斜谷北伐，并遣使至吴约孙权同时出兵击魏。
司马懿仍采取避不交锋、待其粮尽自退之法，与蜀军相守百余日，屡次挑战，司马懿拒不出战。
诸葛亮故意派人送给司马懿巾帼妇人的服装，众将士被激怒了。司马懿于是上表给魏明帝请战。魏明帝派卫尉辛毗为军师，到前线节制司马懿。
姜维对诸葛亮说：“辛毗这一来，魏军更不会出战了。”诸葛亮回答：“司马懿本来就不想出战，所谓请战，不过向众将显示其没有怯战之意。‘将在外，君命有所不受’，如果司马懿想出战，他完全可以作主，何必千里请战呢？”
八月，诸葛亮积劳成疾，病情日益恶化。消息傅到成都，刘禅派李福去探望，并询问此后国家大计。李福离开前线后，几天又返回，诸葛亮知道这是要询问自己死后的接替者，对李福说：“我知道你返回的意思了。你要问的人，蒋琬合适。”李福又问蒋琬之后谁可接替。诸葛亮说费祎可以继任。李福再问以后的接替者，诸葛亮就不再回答了。
不久，诸葛亮在五丈原军营中去世，终年五十四岁。
诸葛亮死后，大将姜维、杨仪按照诸葛亮临终的部署，秘不发丧，整顿军马从容撤退。司马懿率军追赶，杨仪回军向魏军猛冲，做出进击的样子。司马懿怕遭诸葛亮的暗算（以为诸葛亮装死，引诱魏军出击），赶紧撤退，不敢追赶。蜀军从容退去，进入斜谷后，才讣告发丧。而司马懿不敢追击蜀军之事成为笑话，人们说“死诸葛吓走活仲达（司马懿字仲达）”。
司马懿听到这话，只有苦笑说：“吾能料生，不能料死故也”。追至赤岸（今陕西褒城北），不及而还。
诸葛亮治军才能
蜀汉在三国中根基最薄，建政时间最晚，诸葛亮辅佐刘备父子，能与魏、吴鼎立，这种成就得来极为不易。
诸葛亮的事迹，史籍记载不多。就流传下来简略记载而言，依然可以看到诸葛亮治国理民及治军才能，古今难有其雔。如，建兴六年街亭失败后，取西县民千余家还汉中；建兴十二年屯田渭滨，耕者杂于居民之间，与百姓相安无事。
诸葛亮善于节制军队，他的军队是仁者之师。北伐过程中，蜀军军纪严明。陈寿《诸葛亮传》记载：“亮身率诸军攻祁山，戎阵整齐，赏罚肃而号令明……分兵屯田，为久住之基，耕者杂于渭滨居民之间，而百姓安堵，军无私焉。”
《诸葛亮传》注引《袁子》也称许诸葛亮说：“其兵出入如宾，行不寇，刍荛者不猎，如在国中。”这是说，诸葛亮的军队行军过程中有礼有节，不劫掠百姓，与在本国中没有不同。
蜀军训练有素，战力极强。陈寿称诸葛亮“治戎为长”；袁准说他的军队“止如山，进退如风”。
诸葛亮对兵器有精深研究。陈寿《诸葛亮传》称“亮性长于巧思，损益连弩，木牛流马，皆出其意”。
《宋书‧殷孝祖传》载：“御杖先有诸葛亮筒袖铠帽，二十五石石弩射之不能入”。《诸葛亮传》注引《魏氏春秋》言：“损益连弩，谓之元戎，以铁为矢，矢长八寸，一弩十矢具发。”
《蜀记》载，晋初镇南将军刘弘之称赞诸葛亮改进的这种连弩说：“神弩之功，一何微妙！”
诸葛亮精通阵法。陈寿说，诸葛亮“推演兵法，作八阵图，咸得其要”。晋将刘弘说：“推子八阵，不下孙吴。”诸葛亮自己也说：“八阵既成，自今行师，庶不覆败矣。”
蜀亡，晋武帝还令陈勰“受诸葛亮围阵用兵倚伏之法”。袁准称亮行军，“所至营垒、井灶、圊溷、藩篱、障塞，皆应绳墨，一月之行，去之如始至”。
诸葛亮身死军退之后，司马懿巡视蜀军营垒驻所，叹赏诸葛亮为“天下奇才”。@*
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