諸葛亮由於長期艱苦的軍旅生活、日夜繁忙的軍機事務，加上麵對欲戰不能、欲退不甘心的戰爭局麵使之心情煩悶，積勞成疾積勞成疾：因長期勞累而患病。，終於病到了，而且病情日益嚴重。
後主劉禪得知諸葛亮患病的消息，馬上派了尚書仆射李福來省視省（xǐnɡ）視：看望。。李福代後主問安之後就走了。過了幾天，李福又急衝衝去而複返，諸葛亮一見，就說：“我知道你返回的意思。你要問的，就是誰可接替我的職位的問題，我認為蔣公琰（yǎn）（琬）合適。”李福又問蔣琬之後誰可接，諸葛亮說：“費文偉（禕）合適。”當李福還想再繼續問下去時，諸葛亮就不再回答了。
這年八月，諸葛亮在五丈原軍營中與世長辭，死時隻有54歲。
諸葛亮死後，長史楊儀、護軍薑維按照諸葛亮臨終前的布置，秘不發喪，整頓兵馬，向漢中撤退。司馬懿從當地百姓的口中得知諸葛亮已死了，就率兵追趕。楊儀突然回軍鳴鼓，向魏軍作出衝擊的樣子。司馬懿大吃一驚，以為諸葛亮沒有死，連忙撤軍回去，不敢再追。於是楊儀整隊從容而退。當司馬懿知道確實消息後，再出兵追擊時，蜀軍早已走遠了。這件事被當地百姓編成諺語說：“死諸葛嚇走活仲達（司馬懿字）。”司馬懿聽後苦笑地說：“我能料到他活著，哪能料到他死了呢？”
蜀軍撤退完之後，司馬懿觀看了蜀軍的營地，隻見營壘安排措置，井井有條，不禁大為讚歎道：“諸葛亮真是天下少有的奇才啊！”
諸葛亮死後葬在漢中定軍山下，殯儀從簡，依山造墓，墓穴大小僅能容納棺材，入殮時隻穿平常人衣服，不放任何陪葬品。
諸葛亮安葬時，劉禪下詔祭奠，贈他丞相武鄉侯的印信，並賜忠武侯的諡號。因而，後代就尊稱諸葛亮為諸葛武侯。
世代懷念的傑出人物
在中國古代，沒有哪一位政治家或軍事家能像諸葛亮那樣，受到了當世以及後世那麼多人褒揚和讚譽。
《三國誌》的作者陳壽於泰始十年（274年）上書給晉武帝司馬炎，書中就提到：“諸葛亮死後，蜀川之地的人民還在時時刻刻地懷念他。”（原文見《諸葛亮集·表》）晉人袁準也說：“諸葛亮之死數十年了，國人歌頌、懷念他，就如同周代的人思念召公那樣。”
至於後代，景仰景仰：佩服尊敬。和崇敬諸葛亮的人就更多了，他們或撰（zhuàn）文，或吟詩，或用故事的敘述形式，或把他搬上舞台、銀幕等等，來寄托他們對諸葛亮高風亮節的由衷讚歎、鞠躬盡瘁鞠躬盡瘁：指恭敬謹慎，不辭辛苦，盡心竭力，直到生命終止。的獻身精神的懷念之情。
唐代著名詩人杜甫就不隻一次撰詩追懷諸葛亮，其《蜀相》一詩曰：
丞相祠堂何處尋？錦官城外柏森森。
映階碧草自春色，隔葉黃鸝空好音。
三顧頻煩天下計，兩朝開濟老臣心。
出師未捷身先死，長使英雄淚滿襟。
詩中對諸葛亮匡俗濟世匡俗濟世：糾正社會弊端，挽救艱危的時局。的獻身精神給予了高度的讚揚，對他宿誌未酬寄予了深切的同情。
其《詠懷古跡》（五首之一）曰：
諸葛大名垂宇宙，宗臣遺像肅清高。
三分割據纖籌策，萬古雲霄一羽毛。
伯仲之間見伊呂，指揮若定失蕭曹。
運移漢柞（zuò）終難複，誌決身殲軍務勞。
再一次地抒發了對諸葛亮的讚揚和惋惜之情。
清末趙藩用對聯形式來稱讚諸葛亮的政治和軍事才能，是眾多楹（yínɡ）聯、匾額中的代表作：
能攻心則反側自消，
從古知兵非好戰。
不審勢力寬嚴皆誤，
後來治蜀要深思。
而現代文學家郭沫若先生對諸葛亮為國家事業鞠躬盡瘁的精神也給予高度肯定，他在《蜀道奇》中寫道：