同年五月，諸葛亮使魏延、高翔、吳班大破司馬懿，漢軍獲甲首三千級，玄鎧五千領，角弩三千一百張，於是司馬懿退還保營，堅守不戰。
六月，李嚴因運糧不濟呼諸葛亮還師。張郃追亮退兵至木門，中箭身亡——此為二出祁山。
建興十二年（公元234年）二月，諸葛亮率大軍出斜穀道，據五丈原，屯田於渭濱，與司馬懿決戰於渭南，並約吳國共同發兵。期間諸葛亮既屢屢遣使者下戰書，又致巾幗婦人之飾，以激怒司馬懿，但司馬懿忍辱據守不出，並以“千裏請戰”的妙計平息將怒。
司馬懿曾向蜀漢使者詢問諸葛亮的睡眠、飲食和辦事多少，不打聽軍事情況，使者答道：“諸葛公早起晚睡，凡是二十杖以 上的責罰，都親自披閱；所吃的飯食不到幾升。”司馬懿告訴人說：“諸葛孔明進食少而事務煩，他還能活多久呢！”
諸葛亮乃分兵屯田，在魏國境內與魏國百姓共同種糧自給自足，打算長期駐紮下去，但諸葛亮卻因過於操勞而病重。
劉禪派遣尚書仆射李福前來問候，同時詢問國家大事。李福來到，諸葛亮談話完畢，辭別而去，幾天之後又回來。諸葛亮說：“我知道您返回來的意圖，近來雖然整天談話，有些事還沒有交待，又來聽取決定了。你所要問的事蔣琬適合。”李福道歉說：“日前確實不曾詢問，如您麵年這後，誰可以擔負重任，所以就又返回。再請問蔣琬之後，誰可承擔重任？”諸葛亮說：“費可以繼任。“又問費禕之後怎麼樣？諸葛亮沒有回答。
八月，諸葛亮病故於五丈原，享年五十四歲。楊儀等率軍還，薑維等遵照諸葛亮遺囑，秘不發喪，緩緩退軍。司馬懿率軍追擊，見蜀漢軍帥旗飄揚，孔明羽扇綸巾坐在車裏。司馬懿懷疑是孔明用計誘敵，趕緊策馬收兵，於是有“死諸葛嚇走生仲達”之諺。
這六次用兵，出祁山隻有兩次；第四次是魏軍主動進攻，蜀軍防守，由於連日大雨，山洪暴發，衝毀棧道，蜀魏並未交戰。
大軍返回成都後，劉禪追諡諸葛亮為忠武侯。
諸葛亮遺言命令部下將自己葬在漢中定軍山，依山勢修建墳墓，墓穴僅能容納下棺材。諸葛亮曾經上表指出自己沒有多餘財產，直至死時也是如此，甚至在臨死前，也吩咐了他下葬時隻需要挖洞一個，棺木能夠放進去便足夠，自己則穿著平常的服裝即可，不須要其他配葬物。武侯墓在定軍山勉縣。
蜀漢各地多上書請立諸葛亮廟，蜀漢朝堂以此違背禮製不納，於是百姓在四時的節日於道路上私祭諸葛亮。直至景耀六年（公元263年），在習隆、向充的建議下，劉禪在沔陽為諸葛亮立廟。
諸葛亮死後三十年，司馬昭派遣鄧艾、鍾會伐蜀。他的長子諸葛瞻和長孫諸葛尚一起在綿竹之戰中戰死沙場。蜀漢亡。
諸葛亮散文代表作有《出師表》《誡子書》等。曾發明木牛流馬、孔明燈等，並改造連弩，叫做諸葛連弩，可一弩十矢俱發。《前出師表》，是中國三國時代蜀漢丞相諸葛亮寫給後主的一篇表。當時為建興五年，蜀漢已從劉備殂亡的震蕩中恢複過來，外結孫吳，內定南中，勵清吏政，兵精糧足；諸葛亮認為已有能力北伐中原，實現劉備匡複漢室的夢想。
《後出師表》，是三國時蜀漢建興六年（公元228年）十一月諸葛亮二次伐魏前給蜀後主上的表章。《誡子書》是諸葛亮臨終前寫給八歲兒子諸葛瞻的一封家書，成為後世曆代學子修身立誌的名篇。它可以看作是諸葛亮對其一生的總結。諸葛亮品格高潔、才學淵博，作為父親，對兒子的殷殷教誨與無限期望盡在言中。通過這些智慧理性、簡練謹嚴的文字，將普天下為人父者的愛子之情表達得如此深情似海。
諸葛亮終其一生，被封為丞相、武鄉侯，對內撫百姓，示儀軌，約官職，從權製，開誠心，布公道，對外聯吳抗魏，為實現興複漢室的政治理想，數次北伐，但因各種不同因素而失敗，最後病逝於五丈原。可以說他是治理國家的優秀人才，其才能可以與管仲、蕭何相媲美。劉禪追諡其為忠武侯，後世常以武侯、諸葛武侯尊稱諸葛亮。東晉政權因其軍事才能特追封他為武興王。
陳龍將龍鳳虎一一抱過，心中充滿壯誌淩雲，三位三國頂尖的軍事、政治、謀略人才，雖然還未長成，自己卻要說服司馬徽，在他們的教材中加入後世最先進的政治理論，從而改變人們的保皇觀念，直到改變這個世界的格局。