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公元228年春天，诸葛亮出兵伐魏，南安、安定、天水三城望风而降。诸葛亮分三路军进行北伐，此时督诸军的曹真有三个选择，全军进攻开往陇右，全军进攻箕谷消灭赵云，或者按兵不动静观其变。第一个选择无疑是正确的，如果这样的话诸葛亮就无法在陇右施展手脚，从而无法实施下一步。而第二个选择明显只有头脑发昏才会这样干，如果这样的话诸葛亮很快就能够平定陇右和关中，曹魏西部就将彻底沦陷。曹真也是一名将才，他选择了第三个。因为曹真也很难，倘若箕谷是蜀军主力的话，曹真进发陇右就等于把关中暴露在了蜀军主力的眼皮下，我们事后诸葛亮可以得知这样的事情不会发生，但是当时的曹真，是不敢这样做的。所以这也侧面证明了，赵云的诱敌很成功。因为箕谷并不是特别大的地方，曹真也不会把整支军队派去，因此去箕谷的应当是曹真军的一部分。而其它的军队呆在关中郿城等地犹疑不决。正是曹真的不够果断，导致了诸葛亮攻下三郡，曹魏西线几乎崩溃。所以仅就初期而言，赵云的箕谷之战是非常成功的。
此时被封康乡侯。后来转任尚书右仆射，掌选举事，亦加侍中的卫臻，他建议遗兵入散关捣截蜀军的运粮道路，明帝采纳并任命他为征蜀将军，假节督诸军事。
此时魏国天水守将姜维、梁绪、尹赏、上官雝等投降诸葛亮，雍州刺史郭淮则退往上邽固守待援。顷刻间陇右五郡（陇西、南安、天水、广魏和安定）有三郡投降了诸葛亮，仅有广魏郡和陇西郡拒不投降。陇西郡太守游楚坚决抵抗，蜀军难以攻克。曹魏“朝野恐惧”。信心满满的曹睿说：“诸葛亮恃险固守，不易进攻。现在他自动来了，正符合引出敌人的战术。打败诸葛亮是一定的了。”曹睿但还是很谨慎，亲自到长安坐镇，曹魏凉州刺史徐邈也遣参军与金城太守率军进攻南安郡。街亭的守将诸葛亮并没有使用宿将赵云以及魏延，而是使用了虽然智谋过人，与诸葛亮多次英雄所见略同，缺少实战经验马良的弟弟马谡派马谡带领五万多人马做先锋，到军事重镇街亭去抵御魏军。魏国的大将军曹真派张郃为先锋，带领五万人来应敌。王平为马谡军先锋。魏将张郃率兵五万在街亭阻挡诸葛亮的部将马谡。同时，为了防备雍州刺史郭淮从临渭出击配合张郃的进攻，于是诸葛亮命令高翔将军率领一支军队屯驻在临渭以北、街亭以南的列柳城。
马谡笑道：“丞相何故多心也？量此山僻之处，魏兵如何敢来！”王平说：“虽然魏兵不敢来，可就此五路总口下寨；却令军士伐木为栅，以图久计。”谡曰：“当道岂是下寨之地？此处侧边一山，四面皆不相连，且树木极广，此乃天赐之险也：可就山上屯军。”王平说：“参军差矣。若屯兵当道，筑起城垣，贼兵总有十万，不能偷过；今若弃此要路，屯兵于山上，倘魏兵骤至，四面围定，将何策保之？”谡大笑曰：“汝真女子之见！兵法云：凭高视下，势如劈竹。若魏兵到来，吾教他片甲不回！”平曰：“吾累随丞相经阵，每到之处，丞相尽意指教。今观此山，乃绝地也：若魏兵断我汲水之道，军士不战自乱矣。”谡曰：“汝莫乱道！孙子云：置之死地而后生。若魏兵绝我汲水之道，蜀兵岂不死战？以一可当百也。吾素读兵书，丞相诸事尚问于我，汝奈何相阻耶！”王平说：“若参军欲在山上下寨，可分兵与我，自于山西下一小寨，为掎角之势。倘魏兵至，可以相应。”马谡不从。忽然山中居民，成群结队，飞奔而来，报说魏兵已到。王平欲辞去。马谡说：“汝既不听我令，与汝五千兵自去下寨。待我破了魏兵，到丞相面前须分不得功！”王平引兵离山十里下寨，画成图本，星夜差人去禀孔明，具说马谡自于山上下寨。张郃见马谡上山扎寨笑道：“马谡作为马良之弟，诸葛孔明的得意弟子，看来是徒有虚名而已。”又问：“街亭左右别有军否？”探马报说：“离山十里有王平安营。”于是张郃先断了汲水道路；待蜀兵自乱，然后乘势击之。郭淮则率军佯攻柳城，准备牵制蜀军。
马谡在山上看时，只见魏兵漫山遍野，旌旗队伍，甚是严整。蜀兵见之，尽皆丧胆，不敢下山。马谡将红旗招动，军将你我相推，无一人敢动。谡大怒，自杀二将。众军惊惧，只得努力下山来冲魏兵。魏兵端然不动。蜀兵又退上山去。马谡见事不谐，教军紧守寨门，只等外应。
王平见魏兵到，引军杀来，正遇张郃；战有数十余合，平力穷势孤，只得退去。魏兵自辰时困至戌时，山上无水，军不得食，寨中大乱。嚷到半夜时分，山南蜀兵大开寨门，下山降魏。马谡禁止不住。张郃下放火烧山山上蜀兵愈乱。马谡料守不住，只得驱残兵杀下山西逃奔。王平所领的千余人士兵鸣鼓自持，张郃怀疑王平有伏兵，不敢进攻。高翔所驻守的柳城已被魏将郭淮所击败，高翔为避免陷入被包围的境地，于是退去。郭淮对左右说：“今得柳城，我们速去街亭增援。”兵马赶到时见街亭已插“张”字，便来见张郃。张郃笑道：“今日柳城、街亭都落入手上，那速去平定三郡。”
诸葛亮得知王平使人送图本至。孔明唤入，左右呈上图本。孔明就文几上拆开视之，拍案大惊说：“马谡无知，坑害我军矣！”左右问道：“丞相何故失惊？”孔明说：“吾观此图本，失却要路，占山为寨。倘魏兵大至，四面围合，断汲水道路，不须二日，军自乱矣。若街亭有失，我等安归？”长史杨仪进道：“某虽不才，愿替马幼常回。”孔明将安营之法，一一分付与杨仪。
这时报马到来，说：“街亭、列柳城，尽皆失了！”孔明跌足长叹曰：“大事去矣！此吾之过也！”急唤关兴、张苞分付道：“分路报与天水、南安、安定三郡官吏军民，皆入汉中。又遣心腹人到冀县搬取姜维老母，送入汉中。”张郃成功平定三郡。赵云、邓芝伏兵于箕谷道中得到街亭兵败的消息，赵云对邓芝说：“魏军知吾兵退，必然来追。吾先引一军伏于其后，公却引兵打吾旗号，徐徐而退。吾一步步自有护送也。”
赵云在箕谷面对的是曹真的小股部队，但是由于戒备不严，遭到了偷袭，这才导致赵云兵败。但是赵云发觉之后立即固守阵地，也使得自己的军队没有遭到像马谡那样的大败。曹真部队先锋引前部三千兵，奔入箕谷。看看赶上蜀兵，只见山坡后闪出红旗白字，上书“赵云”。苏顒急收兵退走。行不到数里，喊声大震，一彪军撞出：为首大将，挺枪跃马，大喝曰：“汝识赵子龙否！”苏顒大惊曰：“如何这里又有赵云？”措手不及，被云一枪刺死于马下。余军溃散。云迤逦前进，背后又一军到，乃郭淮部将万政也。云见魏兵追急，乃勒马挺枪，立于路口，待来将交锋。蜀兵已去三十余里。万政认得是赵云，不敢前进，云等得天色黄昏，方才拨回马缓缓而进。郭淮兵到，万政言赵云英勇如旧，因此不敢近前。淮传令教军急赶，政令数百骑壮士赶来。行至一大林，忽听得背后大喝一声说：“赵子龙在此！”惊得魏兵落马者百余人，余者皆越岭而去。万政勉强来敌，被云一箭射中盔缨，惊跌于涧中。赵云以枪指之说：“吾饶汝性命回去！快教曹真赶来！”万政脱命而回。赵云护送车仗人马，望汉中而去，沿途并无遗失。
王平护送余部平安归还，郭淮在枹罕破羌人唐泛，加建威将军。张郃平定三郡后，曹叡下诏说：“贼寇诸葛亮率领巴、蜀的乌合之众，遇上了猛虎一样的我军将士。将军您披肩甲、执利器，攻无不克，朕要嘉奖你的大功，增加你的食邑一千户，连同一千的赏赐共计四千三百户。”到长安时诸葛亮撤退。卫臻回朝复职，并加光禄大夫。当时，曹叡大兴土木，卫臻好几次恳切地规劝。等到殿中监擅自拘留了兰台令史，卫臻又把这事报告了曹叡。曹叡下诏说：“宫殿盖不成，我已经收心了，你怎么又管起这事来了呢？”卫臻上疏说：“古代制定处理官员的法规，并不是因为针对他们办事不勤勉，而是因为他们办的事情收益小而害处大。臣每天观察这类事情，大多如此。因此，我恐怕将来各职司会逐渐越职，以至犯了大罪。”
公元228年（太和二年），乌丸校尉田豫讨伐轲比能，击破之后退回马邑，轲比能率三万骑兵包围田豫。曹睿问计于孙资，孙资说：“上谷太守阎志是阎柔的弟弟，向来被轲比能归信。发诏书命令阎志说服轲比能，不必劳师动众自然可以解决。”曹睿从之，轲比能果然退兵放回田豫。
孔明回到汉中，计点军士，只少赵云、邓芝，心中甚忧；乃令关兴、张苞，各引一军接应。二人正欲起身，忽报赵云、邓芝到来，并不曾折一人一骑；辎重等器，亦无遗失。孔明大喜，亲引诸将出迎。赵云慌忙下马伏地曰：“败军之将，何劳丞相远接？”孔明急扶起，执手而言说：“是吾不识贤愚，以致如此！各处兵将败损，惟子龙不折多少人员，何也？”邓芝告道：“某引兵先行，子龙独自断后，斩将立功，敌人惊怕，因此军资什物，不曾遗弃。”孔明说：“真将军也！”遂取金五十斤以赠赵云，又取绢一万匹赏云部卒。赵云辞道：“三军无尺寸之功，某等俱各有罪；若反受赏，乃丞相赏罚不明也。且请寄库，候今冬赐与诸军未迟。”孔明叹道：“先帝在日，常称子龙之德，今果如此！”乃倍加钦敬。诸葛亮自降三级，赵云亦被贬为镇军将军。
忽报马谡、王平、魏延、高翔至。孔明先唤王平入帐，责之说：“我令汝同马谡守街亭，汝何不谏之，致使失事？”王平说：“我再三相劝，要在当道筑土城，安营守把。参军大怒不从，某因此自引五千军离山十里下寨。魏兵骤至，把山四面围合，某引兵冲杀十余次，皆不能入。次日土崩瓦解，降者无数。某孤军难立，故投魏文长求救。半途又被魏兵困在山谷之中，某奋死杀出。比及归寨，早被魏兵占了。及投列柳城时，路逢高翔，遂分兵三路去劫魏寨，指望克复街亭。因见街亭并无伏路军，以此心疑。登高望之，只见魏延、高翔被魏兵围住，某即杀入重围，救出二将，就同参军并在一处。某恐失却阳平关，因此急来回守。非某之不谏也。丞相不信，可问各部将校。”孔明喝退，又唤马谡入帐。
马谡自缚跪于帐前。孔明变色说：“你自幼饱读兵书，熟谙战法。我累次丁宁告戒：街亭是吾根本。汝以全家之命，领此重任。汝若早听王平之言，岂有此祸？今败军折将，失地陷城，皆汝之过也！若不明正军律，何以服众？你今犯法，休得怨吾。汝死之后，汝之家小，吾按月给与禄粮，汝不必挂心。”叱左右推出斩之。马谡泣道：“丞相视某如子，某以丞相为父。某之死罪，实已难逃；愿丞相思舜帝殛鲧用禹之义，某虽死亦无恨于九泉！”言讫大哭。孔明挥泪曰：“吾与汝义同兄弟，汝之子即吾之子也，不必多嘱。”左右推出马谡于辕门之外，将斩。参军蒋琬自成都至，见武士欲斩马谡，大惊，高叫：“留人！”入见孔明曰：“昔楚杀得臣而文公喜。今天下未定，而戮智谋之臣，岂不可惜乎？”孔明流涕而答曰：“昔孙武所以能制胜于天下者，用法明也。今四方分争，兵戈方始，若复废法，何以讨贼耶？合当斩之。”
马谡在刑场大喊：“丞相，我马谡对不住了，我走了。”
须臾，武士献马谡首级于阶下。孔明大哭不已。蒋琬问道：“今幼常得罪，既正军法，丞相何故哭耶？”孔明说：“吾非为马谡而哭。吾想先帝在白帝城临危之时，曾嘱吾说：“马谡言过其实，不可大用。今果应此言。乃深恨己之不明，追思先帝之言，因此痛哭耳！”大小将士，无不流涕。马谡亡年三十九岁，
诸葛亮将马谡及将军张休、李盛等诛杀，夺将军黄袭等人的兵权，王平因为表现突出，被诸葛亮拜为参军，统领无当飞军，进位讨寇将军，封亭侯。曹真大军进三郡起初，安定人杨条等劫持官吏据守月支城响应诸葛亮，曹真军至安定，杨条对其众说：“大将军亲自来了，我愿意尽早出降。”遂自缚出降。于是陆续收复三郡。战后，曹真认为说：“诸葛亮必不甘心。将攻陈仓，郝昭、王生等人守陈仓，修筑城池。”众将领命。
司马懿在荆州治理水军，打算沿著沔水进入长江讨伐东吴，曹叡下诏命令张郃统帅关中的部队接受司马懿的指挥。张郃到达荆州时，正赶上冬季水浅，大船不能行进，于是回师方城驻扎。
孙权知道蜀国跟魏国正在交战，派鄱阳太守周鲂佯称得罪了吴王，要弃吴投魏。曹休思虑是否去救援周鲂呢？