诸葛亮把蜀汉内部事务都做了安排以后，于蜀汉后主建兴五年（227年）率军北驻汉中，企图完成他统一中国的事业。就在临行前，他给后主上了一个疏，即著名的《出师表》。据《三国志》卷39《董允传》言亮所以上此表，乃怕后主“朱紫难别”，故谆谆嘱咐，提醒庸碌的后主务必要“亲贤臣，远小人”。由于诸葛亮选用僚属首先注重品格和作风，所以他培养的接班人蒋琬、费祎、董允等皆公忠守正之士，直到蒋、费等人相继凋谢以后，后主所宠爱的宦人黄皓始干扰政事。由是观之，诸葛亮在《出师表》中苦口婆心地告诫后主亲贤远佞，广开言路，确实并非过虑，而是针对后主不辨忠奸的致命弱点而发的，也是他解除后顾之扰以专心北伐而采取的重要措施。就当时形势而论，蜀汉既未能保有荆、益，以便从两路进军，对魏采取钳形的攻势，敌国又无变可乘。特别是魏、蜀两国的实力相差很大，蜀无论在领土、物产、兵力各方面，都不能和魏相比。所以诸葛亮伐魏的战争，是在极不利的条件下进行的。
综计诸葛亮自建兴六年（228年）春初次北伐，到建兴十二年（234年）秋病死于魏境，六七年之间，共与魏作战七次：
第一次：建兴六年（228年）春，诸葛亮扬声由斜谷道攻取郿县，使镇东将军赵云、扬武将军邓芝率一支人马为疑军，据箕谷（箕山之谷，在今太白岭之西坡）；诸葛亮亲自率领大军攻祁山（今甘肃西和县北七里）。那时魏国人们只知道蜀有刘备，刘备死后，一直寂然无闻，所以对于蜀军进攻并无防备，猝然听说亮军将至，极为恐惧，加上诸葛亮的军队戎阵整齐，号令明肃，所以天水（郡城冀，今甘肃甘谷南）、安定（郡城临泾，今甘肃镇原南五十里）、南安（郡城豲道，今甘肃陇西东南）三郡一齐叛魏应亮，关中为之震动。于是魏明帝遣大将军曹真都督关右诸军，屯驻郿县，另外派出步骑五万，由右将军张郃率领西上，拒亮先锋。魏明帝还亲自到长安坐镇。
诸葛亮这次出军，形势是较好的。当时别人都说应用旧将魏延、吴懿等为先锋，可是诸葛亮却不顾众人的意见，令他素所赏识的马谡为先锋。谡率领诸军与魏将张郃战于街亭（在今甘肃秦安东北），谡违亮节度，又不听副将王平劝告，所采取的措施都迂阔而烦扰。他不肯守城，远离水源，把部队带到南山上，欲凭高作战，致使汲道被张郃断绝，士卒饥渴困顿，以至溃败。诸葛亮进无所据，只好拔西县（今甘肃西和县）千余家，回到汉中。
赵云、邓芝的部队亦因兵弱敌强，失利于箕谷，“然敛众固守，不至大败”。退军时，云亲自断后，兵将未有离失，军资什物，亦无若何损失。当街亭战败时，诸军星散，唯王平“所领千人，鸣鼓自持。张郃疑其伏兵，不往逼也”。于是王平徐徐收合诸剩余兵将而还。诸葛亮“既诛马谡及将军张休、李盛，夺将军黄袭等兵，平特见崇显，加拜参军，统五部（由南中少数民族组成的劲旅），兼当营事。进位讨寇将军，封亭侯。”诸葛亮这次出军如说有收获，即徙西县人户千余家，并赏识了王平，收降了魏天水郡参军姜维。马谡虽饶有才华、口辩，又与亮关系亲近，但亮为了严肃军纪，还是挥泪斩了马谡。亮还引咎自责，给后主上疏说：“臣……不能训章明法，临事而惧，至有街亭违命之阙，箕谷不戒之失，咎皆在臣授任无方。臣明不知人，恤事多，《春秋》责帅，臣职是当。请自贬三等，以督厥咎”。于是以亮为右将军，行丞相事，所总统如前。
第二次：建兴六年（228年）秋，魏大司马、扬州牧曹休被吴大都督陆逊大破于石亭（今安徽潜山县东北）。至冬，诸葛亮复出军攻魏。据《三国志》卷35《诸葛亮传》注引《汉晋春秋》言：亮闻孙权破曹休，魏兵东下，关中虚弱，亮于是又给后主上了一个表——即所谓《后出师表》。《资治通鉴》亦和《汉晋春秋》一样，抄录了《后表》全文。按《后表》是否为诸葛亮自作，历来颇多争论。我以为《后表》决非亮自作。第一，表中所言“丧赵云”等一系列事实与史实不符；第二，《后表》文辞浅陋，信心丧失，与亮气吞中原的素志迥不相合；第三，《后表》写作目的不明确，表中所言议者反对北伐，实无其事；第四，《后表》并非张俨所伪造，因俨对亮之将才估价极高，对亮之北伐亦抱乐观态度，此与《后表》之悲观失望口吻全不相合；第五，《后表》的作伪者乃是亮之胞侄、吴大将军诸葛恪，恪锐意北伐，吴人激烈反对，恪有造此表的必要，只要详察恪之谕众论文和当时吴政情，即可窥知《后表》系恪假造。
十二月，诸葛亮引兵出散关（今陕西宝鸡市西南），围陈仓（今宝鸡市东）。原来曹真已料到“亮惩于祁山，后出必由陈仓，乃使将军郝昭、王生守陈仓，治其城”。所以这次诸葛亮到来，陈仓魏军已有准备。亮先使郝昭乡人靳详于城外劝昭投降，昭坚辞拒绝。亮自以有众数万，而昭兵才千余人，又料魏援军未必能很快到达，乃进兵攻昭，起云梯冲车以临城。昭于是以火箭逆射其梯，梯燃，梯上人全烧死；昭又以绳连石磨压亮冲车，冲车折。乃更为井阑百尺以射城中，并以土丸填壍（同堑，绕城水沟），欲直攀城，昭又于内筑重墙。亮又为地突（地道），欲踊出于城里，昭又于内穿地横截之，昼夜相攻拒二十余日。”
曹真遣将军费曜等来救，魏明帝又驿马召张郃自方城（今河南方城县）西上击亮。帝自到河南城（在洛阳西），置酒送郃，问郃：“迟将军到，亮得无已得陈仓乎？”郃知亮深入无谷，屈指计曰：“比臣到，亮已走矣”。于是郃日夜赶路，未至，亮已因粮尽退军。魏将王双率骑追亮，为亮所杀。
第三次：建兴七年（229）春，诸葛亮遣陈式攻武都（郡治下辨，今甘肃成县西北）、阴平（郡治阴平县，今甘肃文县）。魏雍州刺史郭淮率众欲击式。亮自出，至建威（今甘肃西和县西）。郭淮退走，亮遂得二郡。后主复策拜亮为丞相。亮为巩固汉中防务，于本年底徙府营于南山下原上，筑汉城于沔阳（在今陕西勉县），筑乐城于城固（今陕西城固县）。
第四次：建兴八年（230年）秋七月，魏明帝从大司马曹真议，分兵三路大举伐蜀：司马懿由西城（陕西安康县西北）；张郃由子午谷（子午道南口曰午谷，在洋县东百六十里之子午河口。北口曰子谷，在长安南百里，子午谷长六百六十里）；曹真由斜谷，共攻汉中。诸葛亮闻魏军将至，率领诸军于城固赤阪（今洋县东二十里龙亭山南）待之，会天大雨三十余日，栈道断绝。九月，魏明帝诏曹真等班师。
第五次：建兴八年（230年），诸葛亮使魏延、吴懿西入羌中（今甘肃省临夏自治州等地），大破魏后将军费曜、雍州刺史郭淮于阳谿（在今甘肃武山县西南）。延因功迁前军师、征西大将军，懿迁左将军、高阳乡侯。
第六次：建兴九年（231年）二月，诸葛亮率诸军再次进围祁山，用新造成之木牛运粮，并特令李严以中督护兼署丞相府事，在汉中专管督运军粮。这时魏大司马曹真已有疾，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”。乃使懿西屯长安，都督雍梁二州诸军事，统车骑将军张郃、后将军费曜、征蜀护军戴陵、雍州刺史郭淮等讨亮。张郃劝懿分军屯雍（今陕西凤翔县）、郿（今陕西眉县）为后镇。懿曰：“料前军能独当之者，将军言是也，若不能当而分为前后，此楚之三军所以为黥布禽也”。于是遂向祁山进兵。诸葛亮闻懿等将至，分兵留攻祁山，自逆懿于上邽。郭淮、费曜等迎击亮，为亮所破。亮因大芟其麦，进而与懿遇于上邽东。懿敛军依险，亮不得战，乃引军南还。懿等尾随亮，至西城，懿仍登山掘营自守，不与亮战。将军贾栩、魏平数请战，懿不允，诸将因曰：“公畏蜀如虎，奈天下笑何！”五月，懿使张郃攻蜀无当监王平于祁山之南屯，自按中道向亮。亮使魏延、高翔、吴班迎战，大破魏军，“获甲首三千级、玄鎧五千领、角弩三千一百张”。司马懿回营固守。祁山方面，因王平坚守南屯，张郃进攻不克，及闻懿军失利，郃亦退军。
六月，亮粮尽退军，懿使张郃追亮。郃曰：“军法……归军勿追”，懿不听，郃不得已，遂进。追至木门（今甘肃西和县东南），与亮交战，“蜀人乘高布伏，弓弩乱发，飞矢中郃右膝而卒”。
第七次：诸葛亮鉴于每次出军，都因粮尽退还，所以自建兴九年（231年）再出祁山之后，即劝农讲武，作木牛、流马，运米集斜谷口，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，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。
诸葛亮到达郿县后，屯于渭水之南。司马懿也引军渡渭，背水为垒以拒亮。懿谓诸将曰：“亮若出武功，依山而东，诚为可忧；若西上五丈原（在武功西十里），诸将无事矣。”亮果屯于五丈原。郭淮以为亮必争北原，宜先据之，议者多谓不然，淮曰：“若亮跨渭登原，连兵北山，隔断陇道，摇荡民夷，此非国之利也”。懿乃使淮屯北原。淮到，堑垒未成，蜀兵大至，淮以居高临下的优势，驱走之。司马懿这次对亮仍采取避不交锋以待其粮尽自退的办法，亮亦不能不做长久屯驻之计，于是分兵屯田，其兵耕种于渭滨居民之间，而各安生业，互不干扰。
司马懿与亮相守百余日，亮屡挑战，懿不出。亮乃遗懿巾帼妇人之服，懿怒，上表请战，魏明帝使卫尉辛毗杖节为军师以制止之。蜀护军姜维谓亮：“辛佐治杖节而到，敌不复出矣”。亮曰：“彼本无战情，所以固请战者，以示武于其众耳。将在军，君命有所不受，苟能制吾，岂千里而请战邪！”
至八月，亮卒于军中，丞相长史杨仪按照亮临终前退军节度，整军上道。百姓奔告司马懿，懿引军追。姜维令杨仪反旗鸣鼓，苦将还击者，懿遂退，不敢逼。于是蜀军结阵而去，入斜谷然后发丧。于是百姓为之谚曰：“死诸葛走生仲达（司马懿字仲达）”。懿闻之，笑曰：“吾能料生，不能料死故也”。懿巡视亮之营垒处所，叹曰：“天下奇才也！”追至赤岸（今陕西褒城北），不及而还。
在以上七次战争中，除第四次为守禦外，其余六次均为诸葛亮主动出击，俗谓亮“六出祁山”，实际亮出祁山只有二次，即第一及第六次。
因为亮北伐没有成功，人们便提出了他是否长于将略的问题。对此我们不在这里仔细讨论，但确知，诸葛亮在军事上是颇具特色的：
（1）军纪严明。《亮传》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。
《亮传》注引《袁子》也说亮：
其兵出入如宾，行不寇，芻荛者不猎，如在国中。
诸葛亮的军队纪律很好，不随意杀人，不像曹操及其手下诸将常有屠城和滥杀的事。
（2）训练有素。诸葛亮对于兵士的训练极为重视，他对此亦极擅长。陈寿称他“治戎为长”；袁准说他的军队“止如山，进退如风”。说明其军队是训练有素的。
（3）精制兵器。诸葛亮对兵器的制造极为讲求。陈寿在《亮传》称“亮性长于巧思，损益连弩，木牛流马，皆出其意”。《宋书》卷86《殷孝祖传》载：“御杖先有诸葛亮筩袖铠帽，二十五石石弩射之不能入”。《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。”这种武器在当时也算是先进的。故《亮传》注引《蜀记》载晋初镇南将军刘弘之言曰：“神弩之功，一何微妙！”诸葛亮的军队战斗力所以很强，擅长用箭，当为其原因之一。
（4）讲求阵法。陈寿称亮“推演兵法，作八阵图，咸得其要”；晋将刘弘也说：“推子八阵，不下孙吴”。亮自己亦言：“八阵既成，自今行师，庶不覆败矣。”及蜀亡，晋武帝还令陈勰“受诸葛亮围阵用兵倚伏之法”。袁准称亮之行军，“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”。及亮身死军退之后，司马懿巡视了他的营垒驻所，叹赏为“天下奇才”。说明亮对与军事有关的各种事物多有自己独特的创造。
从诸葛亮军队的战斗力来看，他虽然处在兵少将寡和运粮困难的不利条件下，仍屡次对魏采取主动的攻击，使身拥强兵并富有军事韬略的司马懿任其“自来自去”，甚至受到“巾帼妇人之服”的污辱，还被时人讥之为“畏蜀如虎”、“死诸葛走生仲达”。就此而论，谓亮不长于将略，恐难令人心折。至于曹操，当诸葛出佐刘备时，操已称霸中原，而刘备尚无尺寸之土。而后备竟能据有蜀汉之地。就此观之，操之军事能力未必胜过诸葛亮，且军事不能离开政治、经济、外交及个人品质作风等因素。如果言诸葛将略非长，恐非确论。
