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228年冬天，曹魏将领曹休在石亭被东吴将领陆逊打败，诸葛亮听说魏军大举东进，关中兵力空虚。于是书白其兄诸葛瑾：“有绥阳小谷，虽山崖绝险，水纵横，难用行军，昔逻候往来要道通入。今使前军斫治此道，以向陈仓，足以攀连贼势，使不得分兵东行者也。”自己向后主刘禅再次上表，请许北伐，是为《后出师表》。其中“汉、贼不两立，王业不偏安”，“鞠躬尽粹，死而后已”均为千古传颂的名句。但此表是否诸葛亮所作，颇多异议。遂出兵散关，包围陈仓。此战史称“陈仓之战”。曹叡派驿马召张郃到京师，还亲自到河南县城，设置酒宴为张郃送行。曹叡派遣三万士兵以及武卫、虎贲两营的勇士护卫张郃，还问张郃：“等将军到了前线，诸葛亮会不会已经占领了陈仓？”张郃知道诸葛亮孤军深入，不会携带太多的粮草，不能久攻，就回答说：“估计臣还没到前线诸葛亮就已经撤走了。臣屈指计算，诸葛亮的粮草支撑不了十天。”诸葛亮素闻郝昭在河西时的威名，考虑到难以攻下，便让郝昭同乡人靳详在城外远远地劝降，郝昭在城楼上对靳详说：“魏国的律法，你是熟悉的，我的为人，你是了解的。我深受国恩而且门第崇高，你不必多说，只有一死而已。你回去告诉诸葛亮，就来攻打吧。”靳详把郝昭的话告诉了诸葛亮，诸葛亮又让靳详再次劝告郝昭，说：“兵众悬殊，抵挡不住，何必白白自取毁灭。”郝昭对靳详说：“前面已说定了，我认识你，箭可不认识你。”靳详只好返回。郝昭果然有英雄本色，泰山崩于前而面不改色，面对诸葛亮超过自己几十倍的大军，毫无惧色，而且是一心想要与诸葛亮开战。靳祥觉得再说下去也没什么意思了，只好回去又把话学给了诸葛亮。诸葛亮心想：我几万大军还拿不下你小小的陈仓城？你不就只有一千多兵力吗？你的援军要过很长时间才能赶来，看我在此之前先攻下你的陈仓城。”于是，诸葛亮下令——攻城！陈仓攻防战的规模虽然不是非常大，比三大战役要差一些，但是却用上了当时最为先进的战争武器，诸葛亮这次也是有备而来，带来的攻城武器有云梯和冲车。冲车也叫“对楼”或者“临冲”，其外形跟游戏中的冲车有较大区别，冲车实际上是一种非常高大的攻城塔，是一种高大的装甲车。最着名的是临冲吕公车，其高度达到12米，跟现在得四层楼一样高，在古代已经属于非常高大的战车了。这种临冲吕公车共分5层，最下面一层是士兵站在里面推车的，上面四层站的都是战斗兵，一般手里拿着弓*弩、盾牌或者长枪作战。这种高大的冲车不但可以用来撞击敌人的城墙和城门，由于高度很高，也可以直接站在冲车上与城墙上的敌人作战。
郝昭与诸葛亮之间比拼智慧，展开了一场非常激烈壮观的城池攻防战。云梯接近城墙了，郝昭下令用火箭射云梯，云梯燃烧，云梯上的敌人不是被烧死就是掉下来摔死。诸葛亮的云梯被郝昭的火箭烧毁了，他的冲车也被郝昭用绳索连起来的石磨给砸坏了。郝昭很聪明，一个石磨砸在冲车上，是破坏不了冲车的，但是用绳子连起来的很多石磨，其重量就足以将冲车砸坏。
诸葛亮的第一波攻击被郝昭击退了，但是诸葛亮还有后招，他又使出了另外一种攻城工具——井阑。井阑是一种移动的箭楼，高度很高，当时诸葛亮拿出的井阑据说高度达百尺，虽然有些夸张了，但应该是非常高。井阑应该是墨子发明的，墨子不但是一位思想家，还是一位能工巧匠，发明了很多攻城和守城的工具。新版三国中曹操攻打徐州城时也推出了一种很高的攻城工具，大概就是井阑吧。
诸葛亮命令士兵登上井阑，向陈仓城中射箭，箭矢如雨，陈仓守军都无法登上城墙抵抗。诸葛亮又下令用土填平陈仓城的护城河（准确的说不是河，里面好像没有水，只是一个堑而已），然后士兵趁机爬上城墙，诸葛亮的攻城似乎成功了。但是诸葛亮没有想到，郝昭已经在城内筑造好了第二层城墙，这里叫做重墙。这个重墙和瓮城不是一个概念，瓮城是保护城门的一个小城。
蜀将张苞身先士卒率先攻入城中，不料中了埋伏，万箭齐发，张苞身死。关兴奋力救出，蜀军只好撤退。诸葛亮用上了地突，想从地道进入城里，郝昭又在城内挖横向地道进行拦截。真是兵来将挡水来土掩，陈仓保卫战持续了二十多天（跟魏延的子午谷奇谋推测的魏国增援时间基本一致），诸葛亮仍然无法拿下陈仓城，无计可施。而此时曹魏的援军费曜、张郃等已经赶来，诸葛亮大军的粮草将尽，而且他为东吴吸引曹魏兵力的目的也算基本达到了，于是诸葛亮很识趣的撤退了，魏将王双追击被关兴所斩杀。陈仓之战至此结束。张郃笑称道：“果然不出我所料。”这场战争是中国历史上记载的第一次使用点火的箭的记录，关于这场战争的记载，也成了汉语“火箭”一词在历史上的首次出现。战后，魏明帝下诏褒奖郝昭善于守城，并赐爵关内侯，回到洛阳后，魏明帝亲自接见了他，对中书令孙资说：“你的乡里居然有这般豪爽的人，为将灼如此，朕还有什么可忧虑的呢？”更打算重用他。
但郝昭不久病重，魏明帝甚为忧虑，下诏减损大官肴馔，司马懿上书劝谏。郝昭临终前留下遗令告诫其子郝凯说：“我作为将领，知道将领是不能做的。我数次挖掘冢墓，取其木做为攻战的器械，又知到厚葬对于死者是无益的。你一定要用平时的服饰敛葬我。况且人活着的时候有处所去，死后又何在呢？如今离本墓的远近，东西南北，在你而已啊。”
在陈仓之战中一战成名的郝昭，却也在陈仓之战后因病去世，似乎郝昭此人的存在就是为了在陈仓之战中击退诸葛亮，在完成他人生使命后，他的生命也就此终结。郝昭逝世的年龄不详，但应该是英年早逝，真是天妒英才。郝昭的英勇和睿智给人留下了深刻的印象，他也凭借着陈仓保卫战的伟大胜利，一战成名，名垂千古。另外一个跟郝昭一起守陈仓城的将军王生此战并没有成名，成为了郝昭的配角。曹真因功被增加食邑，并前二千九百户。张郃回师京城，被任命为征西车骑将军。张郃用兵机变无双，懂得战术变化，擅於安营布阵，根据地形布置战略战术，没有他预料不到的情况，从诸葛亮起的蜀国大将都非常忌惮他。张郃虽然是武将，却喜欢同儒士交往，曾经推荐同乡卑湛，说他通晓经学，品德高尚，曹叡下诏说：“从前祭遵当将军的时候，奏请设置五经大夫，即便在军营中，也和儒士进行唱诗、投壶的游戏。现在将军您统军在外，在内还注意维护朝廷的礼仪。朕非常赞赏将军的美意，准许提拔卑湛为博士。”
辽东（今辽宁辽阳）太守公孙康卒后，子晃、渊皆年幼，官属立其弟恭为辽东太守。恭劣弱，不能治国，及渊长，夺其位自立。魏太和二年（228）十二月，魏拜渊为扬烈将军、辽东太守。同年，魏国王朗去世。曹丕时，历任御史大夫、司空，曹睿时进封兰陵侯，转为司徒。王朗博雅能文，能经学，曾注释《周易》、《春秋》、《孝经》、《周官》等书，文章擅长奏疏，原有集三十四卷，皆佚。今存《与许文休书》三篇和《劝育民省刑疏》、《节省奏》、《谏营修宫室疏》等文。卒谥成侯。吴国骆统也同年去世，吴黄武初（222），破曹仁别将常雕，封新阳亭侯，后为濡须督。前后上书凡数十，多为孙权所纳。原有集十卷，已佚，今存《表理张温》、《民户损耗疏》，文辞畅达。黄武七年卒。
公元229年春，吴将周泰、徐盛去世。周泰儿子周邵以骑都尉领兵，与曹仁、曹休交战立功，进位裨将军，公元230年（黄龙二年）去世。周邵弟弟周承领兵继承爵位。徐盛其官爵由儿子徐楷继承。229年春天，诸葛亮遣陈式进攻武都、阴平，曹魏大将郭淮领兵来救，诸葛亮率主力军向建威，牵制郭淮，魏军知道蜀军主力到临，便紧急撤退，蜀军顺利占领二郡。之后，诸葛亮安抚了当地的氐人、羌人，然后留兵据守，自己率军回汉中。因成功夺取二郡，刘禅再次恢复诸葛亮为丞相。至冬天，诸葛亮徙府营至南山下的平原，建筑汉、乐二城，加强汉中防守。
魏、蜀两国互有胜负。