建兴十二年234）诸葛亮正式发动蜀汉第六次北伐，自身第五次带兵北上，这也是诸葛亮最后一次北伐。
历史上诸葛亮这一次北伐做好了充分的准备，可惜的是对方也是准备完全，双方在北原展开初步交锋，诸葛亮未能取得上风。
建兴十一年233），蜀汉由于庲降都督张翼立法严苛，夷族首领刘胄起兵作乱造反。张翼出兵讨伐，还未攻破刘胄，蜀汉朝廷便征召张翼回朝，众部将都认为应该火速返回朝廷请罪，张翼说道：“不能这样，我是因为蛮夷起兵骚乱，不称职才被征召回朝的。但是接替我的人还没有到达，而我正身临战场，应当组织运送、屯积粮草，作为讨灭叛贼的物资，怎么可以因为被免除官职的缘故而荒废国家的政事呢？”
于是张翼继续统领事务，毫不松懈，直至接任的庲降都督马忠到达前线后才出发回朝。马忠依靠张翼打下的基础得以击杀刘胄，讨平叛乱，蜀汉丞相诸葛亮得知这件事后非常赞许张翼，北伐时也将其带上，以张翼为前部都督，领扶风郡太守。
马忠成为庲降都督后，将治所迁到了建宁郡味县，处于汉族和夷族之间，加强了当地对夷人的管理。平定叛乱后，蜀汉朝廷加封马忠为监军奋威将军，并封为博阳亭侯。并且在不久后，马忠又派张嶷平定了牂牁郡、兴古郡的獠人作乱。
越巂郡自从建兴三年225）诸葛亮讨平高定叛乱之后，叟夷部落数次作乱，先后杀死太守龚禄、焦璜，从此以后越巂太守都不敢去郡里上任，只敢驻扎离越巂郡郡治邛都八百里的安上县，故越巂郡徒有其名。马忠在越巂太守张嶷的辅助下，恩威并济，剿平乱夷，迁回郡治，修缮城郭，控制盐铁资源，并重新贯通越巂郡到成都的道路，恢复亭驿通信，使越巂郡重现旧时的秩序。因此功劳马忠被加封为安南将军，并进封彭乡侯。
因为蜀汉将领马忠、张嶷等人的出色表现，益州南部数郡的局势也愈加稳定，这也是使得诸葛亮能更集中精力对付北伐的曹魏势力。
诸葛亮前面三次北伐第一次、第二次、第四次）均因为兵粮不足而被迫退兵，所以诸葛亮在蜀汉第五次北伐自身第四次）后的三年里，劝农讲武，作木牛、流马，运米粮到斜谷口集积，又住在斜谷邸阁，与民休息，准备再次北伐。
为确保将来作战中的军粮供应，诸葛亮在斜谷建立了邸阁，又发明了流马。这样，诸葛亮一方面在预定战场可以储备相当数量的粮食，又有了“木牛”、“流马”这些先进的运输工具，为其尔后作战，提供了较为可靠的供应保障。
在诸葛亮休养生息的三年里也不是完全无事，南方就有刘胄作乱，不过很快就被马忠所平定。讨平刘胄后不久，牂牁郡、兴古郡的獠人又起兵作乱，马忠令张嶷前往讨伐，招降其众两千余人，送往汉中用以充实蜀汉的北伐军队。
蜀汉北方三年之内无战事，诸葛亮经过养士训卒三年备战，北伐曹魏的条件日渐成熟，遂遣使入吴，与东吴商定共同攻魏。
然而曹魏大将军、西线主帅司马懿对此也早有预料，他在关中一带大规模开展屯田，数年下来也是收获颇丰。
司马懿之弟度支尚书司马孚认为要擒敌获胜，应该先有准备，每次诸葛亮入侵关中地区，边境的士兵不能抵挡，需要调集中央军队奔赴战场，仓猝间总是来不及准备，应该预先选出步骑二万部队，分为两部，以作交战之用。他又建议，关中地区连年交战，粮食物资储备不足，应该从冀州调集农夫五千人屯于上邽，秋冬训练，春夏屯田。这些建议都被采纳，于是关中物资充实，对待蜀国的进攻也有应对。
蜀汉和曹魏的再一次大规模交锋，一触即发。
建兴十二年234）春，诸葛亮第五次亲自率兵北伐曹魏。据《晋书》记载，这次诸葛亮又率十余万大军注1）出斜谷，在郿县的渭水南原筑垒。天子为此而忧虑，派遣征蜀护军秦朗督统步骑兵二万人，受司马懿节度。一开始诸将打算驻军渭北以待敌，司马懿说：“百姓积聚的粮秣财物都在渭南，这是必争之地。”即引军渡河，背渭水而筑垒。后又对诸将说：“诸葛亮若是个勇者，应当出武功，依山而东进。若西上五丈原，则我军就无事了注2）。”诸葛亮果然上五丈原，并将由此北渡渭水。
司马懿派遣将军周当屯兵阳遂以引诱蜀军。过了几天，诸葛亮不动。司马懿就说：“诸葛亮欲争高地不向阳遂，他的用意我知道了。”派遣将军胡遵、雍州刺史郭淮共同在阳遂守备，与诸葛亮会于积石。在高地前接战，诸葛亮不得前进，回到五丈原。当时有一长星坠在诸葛亮营垒中，司马懿就此知道诸葛亮必败，派遣奇兵从后面抄袭蜀军，斩首五百余级，俘虏千余人，降者六百余人。
据《三国志·郭淮传》记载，青龙二年234，诸葛亮出斜谷，在兰坑注3）处屯田。当时司马懿屯兵渭南。郭淮估计诸葛亮一定会争夺北原，主张先占领，很多人对此不以为然。郭淮说：“如果诸葛亮跨过渭水登上北原，就可以连兵北山，断绝陇道，惊吓臣民和胡人，此乃国家安危之大患。”司马懿同意这种观点，于是让郭淮屯兵北原。
战壕还没修好，蜀军压境，郭淮奋力回击。过了几天，诸葛亮率大军西行。诸将领都认为诸葛亮想攻西围。只有郭淮一人认为，这是诸葛亮虚张声势，是