南方的平定，不仅确保了蜀汉政权大后方的稳固，更在军事战略上让重新组建起的蜀汉军队进行了一次有惊无险的历练，重新奠定了蜀汉君臣“我能”的信心。丞相诸葛亮继续厉兵秣马，就在安定南中两年后（227）的三月，他顾不上照料出生不久尚未满一岁的儿子诸葛瞻，亲率大军赴汉中驻扎训练，临行前向皇帝刘禅递交了一道著名的奏折，后人称之为《出师表》或《前出师表》。
他在奏章中写道：“先帝一统江山的事业刚开始不久就不幸去世，现在天下鼎足三分，而我们大汉却是最弱小的一方，最近这几年更是一直处于危急存亡的紧要关头。但是，我们大汉的军民依旧每天为国家的富强而辛勤劳作，心怀忠义之心的将士们不顾个人生死还在为国家的安定而浴血奋战，这都是因为他们感念先帝的仁义和恩德，希望尽自己的绵薄之力来回报陛下您的缘故。因此我们也要继续发扬先帝在时的优良传统，进一步广开言路，振奋起全国的士气来，不能辜负大家的努力和殷切期望，更不能自暴自弃、言行失当，绝不能断了臣民们提意见和建议的途径。”
诸葛亮在这篇表文中重申了“法律面前人人平等”、“赏罚应公平公正公开而不应凭个人好恶”等依法治国的理念，并推荐先帝刘备提拔起来的郭攸之、向宠等擅长治理内政、军事训练的人才作为刘禅的施政顾问，同时也直言不讳地把自己的忧虑和盘托出：“珍爱贤臣，远离小人，这是我大汉建国立业兴旺发达的成功经验；亲近小人而疏远贤臣，则正是东汉王朝迅速倾颓陨落的罪魁祸首。先帝和我每次谈到这里，都会叹息痛恨汉桓帝和汉灵帝这两个倒行逆施的昏君。现在我们大汉有不少优秀的人才，只要陛下您能够多多亲近和信任，那么我们大汉兴盛繁荣的那一天就将很快到来！”
想过去，看今朝，诸葛亮的心情此起彼伏：“我本是在南阳埋头种地的一介平头百姓，曾经只想在乱世之间平平安安度过一生，不打算搀和在争霸天下的角逐里。但先帝不因为我身份卑微且年纪轻轻，亲自屈尊三次来我的破草庐商讨天下大事。先帝对微臣的知遇之恩，我永生难忘，于是决定出山，追随先帝东征西讨。”诸葛亮从自己“受任于败军之际，奉命于危难之间”的第一份负责外交联盟的工作回忆起，将自己从业21年来的酸甜苦辣和刘备临终前的托孤重任尽数化作自己的工作动力和鞭策，向刘禅力主北伐：
“现在南方已经平定，士兵和战备物资都很充足，我认为应当激励劝勉三军将士剑指中原，向北进发，尽我们全力剿除篡夺汉家江山的曹魏伪政权，让沦陷区的百姓重新沐浴在大汉的光辉之下，让大汉的都城重新回到长安、洛阳，这是微臣报答先帝知遇之恩和尽忠于陛下所应尽的义务。”临结束前，诸葛亮再次劝谏刘禅：“希望陛下谨记先帝遗诏，多听、多问、多思考，好好治理国家。老臣我即将远离陛下北上，内心里尽是伤感和不舍，对着匆匆草就的表文流泪不已，只希望您能了解我北伐的决心。”
唐代的文学名家韩愈说：“读诸葛亮的《出师表》不哭的人，必然不忠。”南宋的诗人陆游也写诗赞叹：“出师一表真名世，千载谁堪伯仲间？”宁死不降“留取丹心照汗青”的文天祥，也评价《出师表》“鬼神泣壮烈”。在这些名臣与《出师表》的渊源中，要以抗金名将岳飞最为著名：传说在南宋绍兴八年（1138）八月，岳飞曾率军路过南阳拜谒武侯祠，因遭遇大雨遂夜宿武侯祠内，晚上拿着蜡烛仔细观瞧历代与诸葛亮相关的碑文、诗词等石刻，感念自己与诸葛亮共同的北伐夙愿，不觉泪流满面，一夜未眠。第二天，看管祠堂的道士请岳飞题字留念，岳飞怀着一腔报国激愤，龙蛇走笔，临下诸葛亮前后出师表文，并落下“还我河山”4个大字。至今在南阳武侯祠，还能看到相关的遗迹和表文拓本。
虽然当年与先帝刘备草庐对策的战略基础已经因为荆州的陷落而不复存在，但诸葛亮依旧在静候着“天下有变”的时机，希望能够实现刘备和自己“信大义于天下”的夙愿，而这样的机会并没有让他久等。
226年，篡夺大汉天下建立魏国的曹丕患病而死。魏太子曹睿即位后，当年从蜀汉叛降曹魏的孟达心里开始害怕了。孟达当年也算在军事圈和文学界小有名气的人物，而且是带了蜀汉东北部的三城军民投降的，所以到魏之后不但没被鄙视，反而得到了曹丕的赞赏和喜欢，并交上了几位皇亲国戚的朋友。可随着曹丕和那几位铁哥们儿全都撒手人寰一命呜呼之后，人走茶凉，孟达身边原来对他溜须拍马的同僚们的脸色开始逐渐难看起来，甚至多次举报孟达不安分，有谋反的可能。孟达自己也觉得逐渐被上级冷落，作为一个叛将，长期在外镇守魏国的西南大门难免会被猜疑，于是决意与其被怀疑，还不如真反了吧！
诸葛亮在平南班师回朝的路上，就遇上了孟达的信使，他对诸葛亮极力吹捧和美化了一番孟达对诸葛丞相的信任，并转述孟达的话夸赞诸葛亮各种仗义，自己一直仰慕向往云云。诸葛亮敏锐地认识到这是孟达的有意试探，于是当即表示回成都一定给孟达写信。身边的参谋等使者离开跟诸葛亮嘀咕说：“孟达是个两面三刀有奶就是娘的家伙，过去先是对刘璋不忠，其后又背叛过先帝，给他写信干嘛？”诸葛亮莫测高深地一笑，没有说话。纵观诸葛亮的整个人生轨迹，从读书态度到坚持和曾背盟的孙权继续联合等情形来看，他是一个典型的实用主义者，凡是有利于蜀汉政权兴盛壮大的事业，只要权衡利大于弊，他就会放手去做。孟达这样的反复性格，在人品上堪称低劣，但是在整个战略高度上却是值得争取的对象，如果善加策反，促使他背叛魏国打开西南的大门，那么区区几封信的代价又算得了什么呢？
诸葛亮随后果然信守承诺，在去信中不仅对孟达往日的叛国行为毫不责难，反而几顶高帽子送过去温情慰问，字里行间充溢着对孟达当年“不得已”的体谅之意，让孟达愧疚之余更是感动。诸葛亮不仅自己写信，还发动同时被托孤的蜀汉重臣、孟达的老朋友李严一起表态希望孟达回蜀汉继续一起共事，这使得孟达的内心严重动摇起来。看到攻心策略已经初见成效，为把曹魏的注意力牵制在西南部而准备闪电出击北进陇西的诸葛亮派出了间谍，前往驻守在宛城的曹魏南部战区总司令司马懿营中诈降，并泄露孟达与蜀汉书信往来打算谋反的消息，促使孟达无路可退，只能一条路走到黑，据城重归蜀汉。
这项计划环环相扣，堪称完美，不幸的是，远在千里之外的司马懿搅进这趟浑水之后，却成为了出人意外的变数。根据孟达对曹魏官僚机制的了解，曹魏的将领一旦得到自己叛乱的消息，一定要先行侦察，然后将情况上报给皇帝，等诏令下达后才能前来镇压，更何况宛城离皇帝所在的首都洛阳不到4000米，离孟达所在的新城却有600多千米，等魏国君臣书信往来几次，自己早就做好了充分的迎战准备，那时保管兵来将挡，水来土掩。而司马懿斟酌形势之后，偏偏选择了不走寻常路的决策，他先是派人劝孟达入朝向皇帝表明心迹，然后一面暗中整备军队一面继续欺骗性地写信表示：“不要怕他们诬陷你，有我挺你呢！相信我，没错的。”导致孟达再次陷入纠结于是否叛变的混乱状态，趁此机会，司马懿从宛城向孟达所在地长途奔袭而去，只用了8天就赶到了远在600多千米地外的孟达城下。
临行前，有人劝谏司马懿说：“孟达和蜀汉、孙吴都有联系，我们应当先观望再行动，避免被这些势力夹击。”司马懿则回答：“孟达这人向来不讲什么信用，我们只有趁着他还在怀疑我们是否知道他要叛乱的消息的时候，才能将还在犹豫不决的他迅速击溃。”孟达匆忙紧急派人突围向诸葛亮求援时，已到了远水终难救得迫在眉睫之火的时刻。227年的正月，在蜀汉和东吴的援军都被司马懿的部队堵在半路上的时候，司马懿仅用16天就击败了毫无思想准备的孟达军，将孟达斩于城下。新城的这场交手，虽然诸葛亮和司马懿并未正面对决，仅凭战果而言，似乎这一仗是司马懿取得了胜利，但细数两国间的得失，蜀汉未发生任何损耗，反而将曹魏的大部队牵制在了西南部，获取了宝贵的北伐时机，而曹魏在这场平叛活动中，死伤的全是本属于魏国自己的军民，几封往返书信就酝酿出这么一场大乱，可见攻心策略，不仅仅只在南征之时有效。
正在曹魏政权上下紧张于孟达的新城叛乱之时，诸葛亮又是一次闪电出击，先派遣赵云、邓芝率领部队冒充主力军占据箕谷，并故意对外泄漏风声说大军将经由斜谷攻打郿县，魏国皇帝曹睿大为震惊，匆忙任命宗室曹真担任陇西防御战总指挥，却不料诸葛亮率领着大部队突然从祁山出现。由于刘备去世后，蜀汉长期处于内外交困的局面，因此陇西地区的战备一直处于松弛状态，当各地驻防的长官和军民一看到诸葛亮整齐的军列和严明的纪律时，都大为震惊和恐惧。紧接着，蜀汉大军所到之处又发生了天水、南安、安定三城叛乱响应诸葛亮这次军事行动的消息，三城的军政长官纷纷弃城逃窜，而听到消息的魏国君臣也一时间上下乱作一团，赶紧派宿将张郃率领5万部队阻挡诸葛亮前进的步伐，甚至皇帝曹睿本人也亲自来到距前线不远的长安城督战。
早在此次北伐行动之前，蜀汉军方内部关于军事战略一度出现两种声音。承担北伐先锋重任的魏延提议希望效仿汉初的韩信，分给自己一万兵力，翻越崎岖的秦岭，沿子午谷向北奔袭魏国的西部重要战略城市长安城，认为镇守长安的夏侯懋是靠裙带关系上位的吃软饭官二代，遭遇偷袭后一定会张皇失措弃城逃走，而后自己的部队即可坚守等待从斜谷推进的诸葛亮大部队会师，这样就能一举占领咸阳以西的魏国领土。诸葛亮认真地分析了魏延的计划，认为这完全是建立在假想对手弱爆了的情况下才可能成功的想法，更何况奔袭之路会不会遭遇敌军、抵达长安能不能顺利偷袭、占据长安后能不能坚守到大军会师都是未知之数。蜀汉的总战力仅仅有十余万军队，除去防守成都、东线和汉中根据地的部队外，机动兵力既不足以分兵取胜，也不能拿去做冒险的赌注。诸葛亮在这次军事会议上提出了攻占陇右地区的计划，认为在充分运用各项有利条件的情况下，可以顺利拿下这块能够提供丰富的兵、粮、战马等战略资源的地盘，这对蜀汉下一步徐徐进攻蚕食魏国疆土具有重要的意义。
诸葛亮的这次北伐，既充分利用了曹魏轻敌的心理，又灵活运用潜伏在陇西的各处特工营造出了尽在掌握的局面，打出了一个良好的开局。但毕竟魏蜀实力的强弱对比悬殊太大，当魏国从一时的混乱状态中恢复过来，并源源不断地开拔大量的军队奔赴前线后，战事开始逐渐进入正面的“硬碰硬”阶段。诸葛亮为应对强敌张郃的大军，任命曾献上攻心妙计的参谋马谡指挥先锋部队，叮嘱其牢牢驻防街亭这一战略要地，为大部队的会合赢取宝贵时间。这项任命的出台，让包括马谡在内的很多将领都感到意外。马谡在北伐这年已经39岁，平时的表现也一直可圈可点，尤其对兵法韬略深有研究，诸葛亮早在他年轻的时候就很器重他。为此已故的老皇帝刘备在临终前专门对诸葛亮说：“马谡这人有点装，说的比能做的差距很大，你一定要记得不能重用他。”但诸葛亮通过自己的了解，从马谡的各种战略分析中认为马谡通过这些年的成长，已经士别三日当刮目相看了，同时也打算为自己的北伐事业培养和锻炼出一位合格的接班人，于是这项安排也算是诸葛亮对人才的大力培植计划之一。
马谡无比珍惜这次来之不易的表现机会，但是却在执行驻防计划时犯了“理论脱离实际”的错误。当他来到街亭这块事关此次北伐成败的军事重镇之时，也许是太在意自己的这场处女秀战役，于是乎马谡的脑海中突然萌生了“将在外，君命有所不受”的冲动，于是违背了诸葛亮原本要求驻防坚守的命令，擅自决定带领前锋部队驻扎在街亭临近的高山上，副手王平多次规劝，马谡这位军事专家却因为这位屡经沙场的老将是个不识字的粗人，用自以为王平听不懂的“居高临下、势如破竹”等兵法把对方训诫了一番，甚至还可能就王平是从曹操手下投降蜀汉这一问题从政审的高度把这位拙于言辞的老将军批判得哑口无言。马谡此时的处境，其实与16年后王平防守汉中时率领3万军队对峙曹魏15万大军的局面有很大的相似之处，甚至与35年后姜维展开的蜀汉最后的防守反击战能相比拟。三位将领，面对着共同迫在眉睫的紧张局势，而马谡和姜维选择了赌博的形式，希望不仅仅是达成防守的战略目的，而更希望歼灭敌人的有生力量，获得更大的战略收益，但是却没有充分衡量敌我力量的优劣对比，最终都遭遇了失败，输光了自己的赌本；只有王平这位遵履法度、持重保守的老将，本着不打算占便宜就不会吃亏的指导思想，坚持不买彩票不相信各种中奖诈骗信息，反而实现了以弱胜强、重挫敌军的奇迹。
马谡的大部队登山据守从兵法上看起来倒是没错，但是军事理论的多年研究似乎没有告诉马将军诸如取水做饭这些与士兵日常军事行动息息相关的细节性问题，使他完全忽略了对临近水源的控制。在曹操时期就独当一面甚至曾击败过刘备的魏国老将张郃哪里会放过这样的漏洞呢？5万大军尚未全部抵达街亭，张郃就已经亲自率先头部队切断了马谡军的水源，并团团围困了山上的蜀汉军队，并随后趁蜀汉部队干渴混乱之时，率大军予以击破。整个先锋军队全部溃散，只有马谡的副手王平临危不乱，率领自己的1000名直属部下面对追兵突然敲响战鼓，张郃担心王平另有伏兵，于是不敢紧追，王平趁机缓缓后撤并沿途收拢四散奔逃的其他各营败军，最大可能地为蜀汉保存了前锋的部队。
街亭的大溃败，使得诸葛亮失去了继续前进的战略要点，无奈之下只得在攻拔了天水临近的西县后，撤回汉中驻防，而先前发动叛乱响应蜀军北伐的三城，也因为得不到诸葛亮大军的援助，被曹真陆续镇压平定。箕谷的赵云、邓芝军本身作为牵制魏军动向的疑兵，也随着街亭的溃败，丧失了继续驻守的意义，于是在赵云亲自断后的情况下，损失极小地安全撤回汉中。由于在此次北伐的初期还是取得了一定的战果，得到了投降来的姜维等人才，有揣摩领导心意的手下打算刻意扩大对前期胜利宣传来为诸葛亮文过饰非，于是前去道贺，诸葛亮难过地说：“全天下的老百姓，都是我大汉的子民。现在因为我们的国家不够强盛，使得有领土沦陷在敌人的铁蹄之下，百姓生活在豺狼的尖牙利齿旁边。每有人因此而死难，都是我诸葛亮的罪过和责任。你现在来祝贺我抗战成功了，不是来打我的脸吗？”
作为街亭之战的直接责任人，马谡深知自己的罪责难逃，从“明日之星”一夜之间沦为败军之将，仓皇的马谡选择了逃亡，然而尽管有好友向朗的协助，马谡还是迅速被感受到被背叛了两次而震怒的诸葛亮派人抓获。违抗军令，导致整个北伐行动失败在前，逃避责任，抛弃部队畏罪潜逃于其后，马谡罪无可恕，被诸葛亮组织起军事法庭公开审判后处决。听说此事的蒋琬迅速前来请求刀下留人，认为国家现在正处于用人之际，马谡这样的人才被杀是亲者痛仇者快的事情。诸葛亮回答说：“兵圣孙武当年能纵横天下的原因，首先就在于法纪严明，所以即便是身在高位者犯法，也要承担相应的责任。现在天下依旧处于分裂状态，我们的北伐事业才刚刚开始，今天放过了马谡，明天还会出现牛谡、杨谡，到时候我凭什么去管理别人，更拿什么样的军队再去讨伐敌人呢？”
马谡死后，诸葛亮亲自前去祭拜，为之失声痛哭，既为自己失去了一位挚友而伤感，更多的，或许也是在伤痛于这次错失大好机会的北伐吧！
本节结语
在小说《三国演义》中，虚构了一段诸葛亮“空城”退司马懿大军的故事，后来夹在“失街亭”和“斩马谡”的史实之间，被历代的戏曲名家传唱出一段著名曲目《失空斩》。其实这故事编得过分穿越，司马懿此时远在新城为孟达叛乱的事儿做善后工作，根本不可能与诸葛亮发生正面对决，诸葛亮一生谨慎的态度，也决定这样的事不可能发生。而作者的移花接木依旧源自于蜀汉：刘备在汉中与曹操进行攻防战之时，赵云以弱小兵力面对大批来犯之敌时，偃旗息鼓，大开营门，使曹军疑心必有伏兵而引军撤退，赵云趁机擂起战鼓，万箭齐发，撤退的曹军以为伏兵发动，匆忙撤退时自相踩踏，掉在河里淹死的更是不在少数。刘备后来因为赵云这场惊险的“空城计”，赞叹其“一身是胆”。
