蜀建兴五年（227），诸葛亮向后主刘禅上《出师表》，率兵伐魏。至建兴十二年（234），在汉中设丞相府，实行耕战，主持北伐曹魏，扎营于沔北阳平关，前后历时八年。蜀建兴六年（228）一月第一次北伐（街亭之战），因马谡违亮节度，蜀汉大败。蜀建兴六年（228）十二月，第二次北伐（攻陈仓，再出祁山），战后，诸葛亮分兵在沔水北筑汉城、在城固筑乐城，以御魏军。魏太和四年（230）八月，第三次北伐（首阳之战），诸葛亮率军移城固赤坂（今洋县龙亭）。蜀建兴九年（231）二月，第四次北伐（围攻祁山之战）诸葛亮命蒲元在沔阳（今勉县）黄沙试制木牛流马，改进运粮工具。建兴十二年（234）二月，第五次北伐，诸葛亮屯兵五丈原（今岐山县西南）与魏军对峙。八月，诸葛亮积劳成疾，病逝五丈原，北伐失败。
