公元234年，已50多岁的诸葛亮决定再次率军北伐。由于三年的准备，他已将大量的粮草囤积在斜谷口，以备军用。另外，他还进一步研制出一种运粮的四轮小车，叫“流马”，以供在山地运粮之用。在进行了充分准备之后，他亲率10万大军从陕南出发，这一次了不再西出陇地，而是直插陕西渭水南岸的五丈原。
这次魏军统帅仍是司马懿，当两军在渭水边对峙扎营后，司马懿故伎重演，坚壁据守，就是不出战，而诸葛亮却希望早早决战，不宜久拖。为此，诸葛亮使尽所有的手段，甚至派人送了一套妇人服饰给司马懿，嘲笑他像妇人一样胆小。但司马懿已吃过诸葛亮的亏，即使受辱，也忍住不战。为掩人耳目，他还假说决战需奏准皇上，使众人不敢再非议他。
司马懿采取拖延战术，的确抓住了诸葛亮的致命弱点。由于战争旷日持久，加之诸葛亮办事谨慎认真，所有军政大事，事无巨细，皆事必躬亲，这使他日夜操劳，身体渐渐虚弱，很快就因操劳过度而病倒了。诸葛亮深知自己的病情难以好转，于是，一面上奏朝廷，向刘禅报告了自己的病情，并对日后国家许多军机大事一一作了交代；另一方面，他又周密部署了他死后蜀军的退兵之策。当这一切料理停当，诸葛亮就在这次北伐前线的军旅病榻上，怀着对北伐未尽事业的伤感和遗憾，怀着对先帝的无限追忆，怀着对亲自创立的蜀汉政权的隐隐忧思而匆匆离开了人世，享年仅54岁。
诸葛亮的死讯传到曹营，司马懿闻之大喜，立刻领兵追击。谁知刚追上蜀军，忽见蜀军突然转过军旗，擂起了战鼓，这一下可把司马懿惊得非同小可，他深知诸葛亮神出鬼没，用兵如神，心想难道又中了诸葛亮诱敌出战之计？难道诸葛亮没死？想到这些，司马懿赶快下令全军后撤。
诸葛亮在生前布下的最后这一场虚阵使蜀军夺得了退兵的时间。当司马懿再次醒悟过来并率兵追击时，蜀兵早已安全退回汉中。这就是人们口头上常说的“死诸葛吓走活仲达”。
从历史上看，诸葛亮与司马懿皆才智过人之人，然而如果将两人再作比较，司马懿就远远逊色于诸葛亮了。司马懿不仅在作战布阵方面不是诸葛亮的对手，就是在用智用谋方面，也远远不及诸葛亮。诸葛亮设谋往往能举一反三，在斗智中经常是在别人思维可能考虑到的最后限度之外再去设谋，因此总是高人一筹。这种深谋远虑不仅司马懿望尘莫及，即使把历史上很多著名的谋臣将相拿来作比较，也很难找出能与诸葛亮相匹敌的。
一代名相的逝世，对于蜀汉政权来说，无疑是一颗闪射着万丈光芒的巨星殒落。刘备惨淡经营数十年所建的蜀汉，此时已处于风雨飘摇之中。
