北伐曹魏，統一中原，統一全國，是諸葛亮在隆中向劉備提出的最終目標。當時諸葛亮設想兵分二路，一路“命一上將將荊州之軍以向宛（宛城）、洛（洛陽）”，一路由“將軍（指劉備）身率益州之眾出於秦川”，直趨長安。但在諸葛亮北伐之時，荊州已為東吳所有，所以剩下的進軍路線就隻有出秦川一條了。
諸葛亮北伐曹魏，先後五次，另有一次是曹軍南下，屬防禦戰。蜀後主（劉禪）建興四年（226年），曹魏的文帝曹丕病死，子曹睿繼位，稱魏明帝。諸葛亮認為，曹魏政權的更迭，新君剛立，是北伐的一個有利機會，於是在建興五年（227年），率蜀軍北駐漢中。臨出發時，上疏後主，以時局艱難，勸誡和提醒劉禪，並對治國理政，作了安排，史稱這個上疏為《前出師表》。
建興六年（228年）春，諸葛亮率軍北伐。為了迷惑魏大將軍曹真的主力部隊，諸葛亮揚聲由斜穀道（今陝西眉縣南）取眉5城（今陝西眉縣北），並遣趙雲、鄧芝率一支人馬為疑兵，據箕穀（今陝西堡城北），佯作進攻郿城，自己則率主力突然向西北攻祁山（今甘肅禮縣祁山堡）。由於多年努力訓練，蜀軍士氣旺盛，陣容整齊，北伐進展順利，曹魏所屬南安（今甘肅隴西東南）、天水（今甘肅甘穀東南）、安定（今甘肅鎮原東南）三郡都叛魏響應諸葛亮，魏天水將領薑維也投向諸葛亮。這一方麵是諸葛亮戰略的作用，也說明魏對蜀的進犯估計不足，沒有充分準備。
諸葛亮的進攻和得手，一時震動關中，使曹魏政權十分驚恐，魏明帝急忙親自率軍西鎮長安，派大將張邰率軍阻止諸葛亮。
諸葛亮出祁山，屯兵西縣（今甘肅天水西南），命馬謖為前鋒，王平為副將，督諸軍與張邰戰於街亭（今甘肅秦安縣附近）。馬謖平素好發高論，也提過一些好建議，如“攻心為上”即是，但他不精兵法。劉備曾對諸葛亮說過：“馬謖言過其實，不可大用。”然而諸葛亮並沒有注意劉備的提醒，在關鍵時刻，用了他。結果馬謖違反諸葛亮的節度，拒聽王平的勸止，棄城不守，上山紮營。張邰乘機把蜀軍圍困於山上，斷其水源。蜀軍缺水，軍心動搖，在曹軍的進攻下潰敗，馬謖逃走，街亭失守。諸葛亮被迫退兵，南安、天水、安定三郡又被魏軍奪回，第一次北伐失敗。這次出征前期馬到成功，說明諸葛亮戰術上是正確的，但最終的失敗和諸葛亮用人的失誤是分不開的，大兵團作戰勝敗強弱在一瞬間就有可能逆轉，諸葛亮沒能親臨戰陣，還派馬謖守咽喉，不能不說是他的失誤。
為了嚴肅綱紀，以利再戰，諸葛亮忍痛依法處死了馬謖，自己又以統帥身份，主動承擔責任，上疏後主，自降三級。隨即在這年冬天，諸葛亮又率軍，發動了第二次北伐曹魏之戰。
蜀軍出散關（今陝西寶雞西南），圍陳倉（今陝西寶雞東）。時曹魏已有準備，魏將郝昭憑險據守，曆時二十多天。由於蜀國多山，蜀道艱險，這時軍糧供應不上，諸葛亮再次被迫退軍，並於歸途中設伏殺跟後追擊的魏將王雙，第二次北伐僅以此結束。此次退兵主要是受客觀環境的限製，蜀地易守難攻，卻也造成軍需運輸的困難，諸葛亮攻陳倉20天，就已經沒有了出奇製勝的可能，但他在退兵時調度得當，有條不紊，雖退不亂，斬殺王雙，說明諸葛亮在用兵調度上的高明，堪稱戰術典範，很值得後人借鑒。
建興七年（229年）春，諸葛亮第三次北伐，遣陳式攻武都（今甘肅成縣）、陰平（今甘肅文縣西北）二郡。魏雍州刺史郭淮領兵欲擊陳式，諸葛亮即親自出兵建威（今甘肅西北）。郭淮退兵，蜀軍遂取武都、陰平二郡。第三次北伐以取得局部勝利結束。這次的規模稱不上戰役，主要是諸葛亮以鞏固蜀地，為以後出兵作鋪墊。
建興八年（230年），曹魏采取主動行動，發兵進攻漢中。諸葛亮急調兩萬援軍阻擊。後因雨路阻，魏軍退回。這次屬於防守反擊，魏軍的失利一方麵是天氣的原因，另一方麵說明有諸葛亮的蜀軍無論在戰略還是戰術上都不輸於魏國，魏伐蜀的時機還不成熟。也可以看出諸葛亮對蜀國的重要程度。
建興九年（231年），諸葛亮第四次出師，再圍祁山。鑒於蜀道山多路險，以前的北伐多因軍糧運送困難而受嚴重影響，諸葛亮為解決這個難題，發明了一種適合山道的叫“木牛”的運糧車，向前方運糧。魏明帝聞祁山被圍，忙派足智善算的司馬懿迎擊。諸葛亮留下部分軍隊繼續包圍祁山，自率主力東上尋找司馬懿決戰。兩軍相遇於上邦（今甘肅天水市）一帶。司馬懿深知蜀軍的糧食供應仍很困難，有意避免決戰，紮營堅守，拖延時日。諸葛亮隨即改變策略，佯裝退兵，誘敵出戰。司馬懿謹慎尾隨，但不主動出擊。魏軍中一些將領多次請戰，均遭司馬懿拒絕。於是魏軍中有人譏笑司馬懿“畏蜀如虎”。司馬懿無奈，隻好派大將張邰出戰，結果被早有準備的蜀軍擊敗，損失三千多人。魏軍上當吃虧後再也不敢戀戰，而諸葛亮也因此無法消滅司馬懿的魏軍主力。雙方相持月餘，蜀軍糧食供應日益困難，負責運糧的蜀國大臣李嚴，既疏於職守，又怕承當罪責，就假傳後主旨意，要諸葛亮退兵。諸葛亮隻好再次退兵。司馬懿料定蜀軍因糧盡撤退，不是計策，就派大將張邰追趕。諸葛亮抓住時機，於回軍途中，在木門穀（今甘肅天水西南）設伏射殺了張郃，迫使魏軍退去。第四次北伐結束。此次北伐，展現出諸葛亮作為軍事統帥的才能，在兵力較弱，糧草不濟的情況下仍能斬將略地，一度使魏軍不敢“正視蜀旗”。魏國方麵司馬懿的策略也不可謂不精明，在不能保證自己在作戰指揮上勝過諸葛亮的情況下，采取最穩妥的“堅壁清野”，以消耗戰拖垮蜀軍，也是很值得後世研究和借鑒的！但在臨機指揮上，張邰受命追敵，死於木門，司馬懿作為軍團最高指揮官負有不可推卸的責任，也再一次顯示了諸葛亮在用兵指揮上的高明之處，殲敵於“己敗之中”。
此後，諸葛亮暫時停止北伐行動，“休士勸農”，讓士兵歇息練武；同時加強農業生產，積蓄糧食。建興十二年（234年），開始了第五次也是最後的一次北伐。這年春天，諸葛亮率軍10萬，出斜穀口。此前，派使赴東吳，約孫權在東麵呼應，出兵攻魏。不久，蜀軍攻占了渭水南岸的五丈原（今陝西眉縣西南），與魏大將司馬懿對峙於渭水。為了避免再次出現因軍糧不繼而造成中途退兵的情況，諸葛亮又發明了“流馬”車運送糧食，同時抽出一部分士卒分雜在渭水沿岸百姓中，進行屯田。魏軍方麵，則仍堅守不戰，以待蜀軍糧盡疲憊。
這年五月，孫權應蜀國之約，發兵分三路攻魏，但主力在合肥（今安徽合肥西北）失利，導致全線撤退。蜀、吳夾擊的計劃落空。
蜀魏在渭水對峙了一百多日。八月，諸葛亮因積勞成疾，病死於五丈原軍中。臨終前，諸葛亮決定撤軍，並對撤軍作了部署。諸葛亮死後，蜀軍依囑，整軍從容而退。司馬懿不知諸葛亮已死，隻緊追而不敢戰，蜀軍故作回軍反擊，受前幾次的影響，司馬懿怕中計，不敢再追。
及蜀軍安全撤退畢，蜀國才宣告諸葛亮病死。時民間百姓流傳笑話說：“死諸葛能走生仲達（司馬懿字仲達）。”一般認為第五次北伐是諸葛亮的軍事戰略的最高體現，但同時也是諸葛亮的無奈之舉。前幾次失敗使諸葛亮看出以蜀國一國之力是很難擊敗魏國的，於是他想到與吳國夾擊的戰略，在北伐之前的準備一方麵是諸葛亮作為政治家對本國國力的認識，也說明諸葛亮對這次北伐的看重。但其過程和結果也說明諸葛亮在麵對司馬懿的“避免決戰，紮營堅守，拖延時日”的戰略時，沒有更好的對策。
在北伐之始，有部將建議諸葛亮“奇襲長安”，諸葛亮考慮到各方麵的因素否決了這一提議。對於這一決策，後世一直未能達成共識，一般是認為諸葛亮作為一個政治家對“一將無能，累死千軍”的影響太過看重，導致未能實施這一方案，是其戰略思想決定的。在對司馬懿的堅守上，諸葛亮雖也屢次誘敵，也一度取得局部的勝利，但一直沒能與魏軍主力戰略決戰，消滅魏軍主力，最後無功而返。這一般被認為是魏蜀軍事實力上的差距造成的，司馬懿以多於諸葛亮的兵力而堅守不戰，諸葛亮在其對策上就顯得力不從心，無法可施，本來對魏國就占劣勢的兵力，自己又是攻堅一方，如果繞過渭水分兵襲敵後方就更加分散自己的兵力，對原本已經緊張的補給線無疑是“雪上加霜”。所以諸葛亮麵對司馬懿有“不是不為，實是不可為”的苦衷，同時這一局麵也是司馬懿熟諳兵法，嚴謹防守，使蜀軍無隙可乘造成的。在選用軍事將領上，諸葛亮也不可謂不煞費苦心，但由於蜀國人才的匱乏和本身在選用上的問題，造成了一些失敗，不能不說是可惜的。諸葛亮的五次北伐雖然沒有成功，但以蜀國地小人寡的有限力量，能夠對當時實力最雄厚的曹魏主動發起攻擊，這已經是很了不起的，雖然這也不單靠諸葛亮一個人的力量，但他的足智多謀，他的治蜀方略，無疑是很重要的因素。諸葛亮作為一個傑出的政治家和軍事家，他的很多戰略戰術以及軍事思想還是值得後世兵家借鑒和學習的。
祁山開發與“六出祁山”
一千七百多年前，在中國曆史上曾發生過一場蜀、魏戰爭，但在戰爭還未開始，蜀丞相諸葛亮就把戰略重點放在天水西南的秦地西垂的祁山之上，後演義為“六出祁山”。為什麼諸葛亮要把目光盯向祁山呢？因為這裏是秦國的發祥之地。但在探索諸葛亮注目之地祁山時，這裏與秦地西垂曆史又有什麼聯係呢？
其一、祁山乃長安之首
《三國演義》中說：“眾將曰：‘取長安之地，別有路途；丞相隻取祁山，何也？’孔明曰：“祁山乃長安之首也。”
為什麼諸葛亮要把祁山視為長安的首腦位置呢？在此有二種含義：一是，祁山是秦國的發祥之地，曾是秦早期的政治、經濟、軍事、文化中心。史載：秦襄公始建秦國於西垂。祁山是秦人東向統一全國的始發地，所以要取長安，按照古典曆史經驗必須先攻下祁山。二是，長安為魏明帝所據守，要取長安必須先取隴西諸郡的必經之地祁山。
祁山是秦人東向取得全國統一的“根據地”，諸葛亮是吸取了秦人在祁山東向統一全國的曆史經驗，必須用百折不撓的誌向和毅力，往返率軍迂回北上祁山，其目的是踏著秦人東向路線，過渭河進入冀縣（甘穀），經秦安街亭，再向張川迂回邁進，越隴山順陝西千河而下，取曹魏所據長安之地，最終達到“盡忠漢室”，鞠躬盡瘁，死而後已，完成三國一統大業的戰略目的。由此看來，這就是諸葛亮聲東擊西“六出祁山”的實質。但是曹魏也把隴西重要防線祁山作為隴西重要關隘，派重兵把守，故諸葛亮數攻祁山城堡不下，首出祁山又遭街亭之失，隻得拔西縣千餘家返回漢中，但並沒改變他拿下祁山的決心和信心，時隔二年，諸葛亮又率大軍再取祁山，故《三國演義》一百回，孔明曰：“隴西諸郡，倘有兵來，必由此地，更兼前臨渭濱，後靠斜穀，左出右入，可以伏兵，乃用武之地。吾故欲先取此，得地利也。”