司马懿领兵到长安，命张郃为先锋、戴陵为副将，率兵十万到祁山前，在渭水南岸扎寨。郭淮、孙礼来参见。司马懿温泉：“陇西各路，有什么消息？”
郭淮回答：“探子日夜打探，各路都无事，只有武都、阴平没有回信。”
司马懿说：“明天我派人在阵前向孔明挑战，你们两人从小路去救两郡，抄在蜀军背后掩杀，蜀军自然败乱。”
两人受了计策，引兵五千来抄袭蜀军，走到半路，探马报告说：“阴平被王平打破了，武都被姜维占领了。”
孙礼说：“蜀兵打破了城池，我们再去，恐怕晚了，不如回兵。”郭淮同意，才传令退兵，忽然一声鼓响，左有关兴、右有张苞两路杀来，郭淮、孙礼慌忙应战，王平、姜维又从背后杀来，两边夹攻，魏军大败。郭淮、孙礼下马爬山逃命。张苞远远看见，纵马上山，不想连人带马跌入山涧中，头受重伤，被送回成都救治。
郭、孙两人逃回见司马懿，司马懿并不责怪，反而说：“诸葛亮的计策赶在我前面，不是你们过错。仍旧命他们回去坚守雍城、郿城。”
两人走后，司马懿唤张郃、戴陵说：“孔明如今必然在武都、阴平安抚百姓，你们各领一万精兵，夜间出发，抄到蜀营背后，奋勇冲杀，我领兵从蜀营前抵挡，两边夹攻，夺了蜀寨。”
当晚，张郃在左、戴陵在右，从小路深入到蜀营后面，三更时分，两军相遇，合并一起杀向蜀兵背后，走不到几里，前军拥堵不前，原来路上被数百辆柴草车辆横截，张郃反应迅速，说：“中计了，快退！”才传令完毕，火光满天，鼓角齐鸣，伏兵四起，孔明在山头大喊：“张郃、戴陵早早投降！”
张郃大怒，挺枪纵马杀上山来，山上箭石如雨，纷纷落下，张郃不能上山。于是拍马舞枪，冲出重围，无人敢当！张郃杀出包围圈，回头不见戴陵，又奋勇反身杀进，救出戴陵。孔明在山上，接着火光看见张郃在军中杀进杀出，英勇无敌，不禁对左右说：“张郃勇力，不减当年马超！”
张郃、戴陵狼狈逃回，司马懿见了大惊，说：“孔明真是神人啊！”便传令各军回寨坚守不出。
孔明大胜，缴获军械粮草无数。后命魏延每日挑战，魏军只是不出，接连半月也是如此。
孔明苦思良久，想到一计。传令各军拔寨回军。探子报告司马懿，诸将要追赶，司马懿不准。只派哨探出去。过几日，探子报告说：“诸葛亮后退三十里下寨！”司马懿只是不动，过了半月，又报孔明退了三十里。司马懿不信，更换衣服，扮作哨探亲自查看，果然见蜀兵退了六十里。司马懿回营对张郃等说：“这是诸葛亮的计策，不能追赶！”又过了半月，哨马汇报，孔明再退了三十里。
张郃说：“孔明军中缺粮，用缓兵之计退回汉中，都督何必怀疑？”
司马懿说：“诸葛亮诡计多端，稍有疏忽，后悔莫及！”
孙礼、郭淮等都要出战，张郃说：“如果失败，甘愿接受军令处罚！”
司马懿无法，命张郃、戴陵引副将数十员，精兵三万追赶孔明，自己率大军在后接应。
张郃、戴陵引兵暴风骤雨般追赶，快到蜀寨，马忠、张嶷、吴懿、吴班四将从左右杀出，张郃奋勇冲杀，四将抵挡不住，且战且退，张郃追赶更加急切。此时正是六月天气，炎热万分，人马汉如浆出，赶了五十里，魏军气喘吁吁，孔明在山头见到，红旗一招，关兴引兵杀出，马忠等反身杀回，张郃、戴陵死战，忽然，王平、张翼两军杀到，截住张郃退路。张郃大叫：“这时不决一死战，要等到什么时候？”魏军奋勇冲突，难以脱身，危机间，司马懿领军接应，反而将截住后路的王平、张翼围在核心。两军混战在一起。这时姜维、廖化遵孔明将领在山上观战，见王平、张翼形势险恶，打开孔明为他们准备的锦囊，内面说：“如果司马懿兵围王平、张翼，你们分兵两支，袭取司马懿营寨，司马懿必定后退营救，你们乘乱攻击，虽然不能夺取营寨，也可以获大胜。”两人大喜，即刻行动。
司马懿一直担心中孔明计策，沿途不停派人传递消息，忽然听有蜀兵袭取大营，心中大慌，对众将说：“我料孔明有奸计，你们偏不信，误了大事！”急传令回军，背后蜀军追杀，魏军大败，死伤无数。司马懿奔回大寨，责骂说：“你们不知兵法，只凭血气作战，哪能不败？以后有妄动者，决不宽宥！”众将羞愧退去。
孔明收得胜军马回寨，思索下步策略。忽报天子遣侍中费祎捧诏书来大寨。孔明接入营中，焚香跪接诏书。原来，后主刘禅诏令恢复孔明的丞相职务，孔明听完，对费祎说：“国事没有成功，怎么可以复丞相的职务？”
费祎说：“丞相如果不接受，怕是拂逆了天子的美意，又冷淡了将士的心意啊！”孔明只得拜受。
过了几日，成都传来消息，张苞身亡。孔明听说，放声大哭，口吐鲜血，昏绝在地。此后卧床不起，半月后，孔明吩咐众将说：“我头昏脑胀，不能理事，不如回汉中。”当夜暗暗拔寨回去（至此，三出祁山无功而返。）
