當時陳倉由魏將郝昭、王雙負責防守，防衛森嚴。不管蜀軍如何挑釁，都拒不應戰。諸葛亮便與部屬商議對策，因為陳倉地勢險峭，運輸不易，而蜀軍所帶的軍糧連一個月都維持不了。部將們都認為事不宜遲，應該強攻，以免拖延時日，耗費糧食。於是諸葛亮便利用雲梯（春秋時公輸般所發明的攻城之具。把底下以木塊為墊，裝有輪子的雲梯車的四周用生牛皮圍起，以防敵軍的箭矢；裏頭裝有雲梯、飛梯兩種，攻到城下時，便將飛梯駕於雲梯之上，士兵便可以爬上去攻城）、衝車（兵車的一種，以甲覆馬，以鐵包軸，用來衝鋒陷陣）為前鋒，讓士兵爬上城去。
魏帝又派張郃帶兵支援陳倉。當他到達陳倉時，諸葛亮已因糧食不足，引兵而退。魏軍的另一名大將王雙，卻在陳倉與蜀將魏延戰鬥，王雙攻勢猛烈，魏延無法脫身與諸葛亮的主力軍會合。諸葛亮便派人給魏延送去一計，魏延按照諸葛亮的計策，先派士兵埋伏在王雙的營賬附近，然後帶著剩餘士兵，連夜拔營趕回漢中。
王雙得知魏延逃走後，便立刻帶著人馬追擊，這正好中了諸葛亮的計謀。這時，埋伏的士兵點燃了魏軍的營帳，王雙一見後麵一片火光，趕緊下令撤退，奔回山坡左側時被魏延追到。魏軍以為該處有埋伏，大軍潰散，紛紛逃命。
陳倉之役，不能一舉破敵，最主要的原因在於關山阻隔，補給不易。這也是諸葛亮在北伐中的遇到的最難解決的問題。
建興七年（229年），孫權稱帝，吳蜀訂盟。
建興九年（231年）春，諸葛亮發動第三次北伐戰爭。他率大軍進攻祁山，在西城大敗魏軍，射殺張郃。六月，蜀軍因糧盡退兵。
為了解決北伐中的軍糧供給問題，諸葛亮命令軍隊在當地屯田。這時，又出現了一個問題，糧草數量巨大，搬運不便,需要耗費眾多人力牛馬。
諸葛亮早想到這個問題，他很久以前就令部下積存木料，並購買了許多木料。原來他想製作“木牛流馬”，用這些“牛馬”運輸糧草非常便利，因為它們全都不用飲水吃草，還可晝夜運輸，也很輕便。將士們都沒有聽過這種東西，更不知道如何製作了。
諸葛亮說：“我已經畫好圖樣，讓人照圖製作了。我現在把製作‘木牛流馬’的方法告訴大家。”
過了幾天，“木牛流馬”造好了，竟像活的一樣。諸葛亮命部將駕著“木牛流馬”搬運糧草，補給軍需。