背景
226年（魏黃初七年，蜀建興四年），魏文帝曹丕駕崩，太子曹叡[ruì]即位，任命夏侯楙[máo]駐守長安，關中空虛。
227年（魏太和元年，蜀建興五年），孟達和諸葛亮多次通信，秘密答應歸蜀；孟達和魏興太守申儀有隔閡，申儀秘密上表告發了孟達。孟達聽說後，驚惶恐懼，企圖舉兵反叛；司馬懿寫信安慰勸解了他，孟達因此猶豫不決。司馬懿則秘密率軍進討，攻打新城。諸葛亮見有機可乘，便決定大舉北伐。
過程
魏延獻策
228年（魏太和二年，蜀漢建興六年）諸葛亮將要攻打曹魏，與諸將商量這次軍事行動。魏延說：“聽說夏侯楙是曹操的女婿，此人膽卻而沒有智謀。現請給我五千人的精銳部隊，帶著五千人口糧，直接從褒中出發，沿著秦嶺向東，到子午道後折向北方，用不了十天功夫，可以抵達長安。夏侯楙聽到我突然來到，一定棄城逃走。長安城中就只有御史、京兆太守了。橫門糧倉的存糧以及百姓逃散剩下的糧食，足以供給軍糧。等到魏國在東方集結起軍隊，還要二十多天時間，而您從斜谷出來接應，也完全可以到達。這樣，就可以一舉而平定鹹陽以西的地區了。”諸葛亮認為這是危而不妥的計策，不如安全地從平坦的路上出去，可以穩穩噹噹地取得隴右地區，有百分之百的把握取勝而不會有失，所以不用魏延之計。
關中震動
諸葛亮揚言從斜谷取城，命令鎮東將軍趙雲、揚武將軍鄧芝充當疑兵，據守箕谷；魏明帝曹叡派遣曹真都督關右地區各軍駐紮在城。諸葛亮親自統率大軍進攻祁山，軍陣整齊，號令嚴明。
起初，曹魏認為劉備已經去世，幾年來沒有什麼動靜，因此放鬆了防備；而突然聽到諸葛亮出兵，朝廷和民眾都很懼怕。於是，天水、南安、安定等郡都背叛魏而回響諸葛亮，關中如雷轟頂，受到震動，朝廷大臣不知不什麼對策，魏明帝說：“諸葛亮本來依據山險固守，現在親自前來，正合乎兵書所說招敵前來的策略，一定能夠打敗諸葛亮。”於是統領步兵和騎兵五萬大軍，命右將軍張郃監管軍務，向西抵禦諸葛亮。丁未（疑誤），魏明帝到達長安。
違眾拔謖
越嶲（[xī]，今為四川西昌地區）太守馬謖，才氣和抱負超過常人，喜好議論軍事謀略，諸葛亮對他深為器重；昭烈帝劉備臨終之時對諸葛亮說：“馬謖言語浮誇，超過實際才能，不可委任大事，您要對他多加考察。”諸葛亮還認為不是這樣，讓馬謖做參軍，時常接見一起談論，從白天直到黑夜。等到出兵祁山，諸葛亮不用舊將魏延、吳懿等為先鋒，而是讓馬謖統領各軍在前，同張郃在街亭交戰。
馬謖違背諸葛亮的指揮調度，軍事行動混亂無章，放棄水源上山駐紮，不在山下據守城邑。張郃斷絕馬謖取水的道路，發動進攻並大敗馬謖，蜀軍潰散。諸葛亮前進沒有據點，就攻取西縣一千多人家回到漢中。把馬謖關進監獄，殺了他。諸葛亮親自弔喪，為他痛哭流涕，安撫他的子女，如同平素一樣恩待他們。蔣琬對諸葛亮說：“古時候晉國同楚國交戰楚國殺了領兵的得臣，晉文公喜形於色。現在天下沒有平定，而殺了智謀之士，難道不惋惜嗎？”諸葛亮流著眼淚說：“孫武能夠制敵而取勝於天下的原因，是用法嚴明；所以晉悼公的弟弟揚乾犯法，魏絳就殺了為他駕車的人。現在天下分裂，交戰剛剛開始，如果又廢棄軍法，怎么能夠討伐敵人呢？”
馬謖沒有失敗時，裨將軍巴西人王平一再規勸馬謖，馬謖不採納；等到失敗，部眾四散，只有王平率領的一千人擂響戰鼓，把守營地，張懷疑有伏兵不敢往前逼近，於是，王平緩緩地收擾各部散余的士兵，率領人馬返回。諸葛亮既殺了馬謖和將軍李盛，還奪了將軍黃襲等的兵權，王平的名聲地位就特別提高和顯示出來，又提拔他為參軍，統領部兵馬和營屯之事，官位遷為討寇將軍，封為亭侯。諸葛亮上書請求自己貶降三級，劉禪任命諸葛亮為右將軍，兼理丞相的職務。
不戒之失
趙雲、鄧芝的部隊也在箕谷戰敗，趙雲收斂部隊堅守，所以，損失不大，但也因此被貶為鎮軍將軍。諸葛亮問鄧芝道：“街亭失利，大軍敗退，兵將不再可收拾，箕谷戰敗部隊撤退，兵將依然齊整如初，是什麼原因呢？”鄧芝說：“趙雲親自在部隊後面拒敵，軍需物資，一點都沒有拋棄，兵將沒有什麼緣由可以散亂。”趙雲有軍資和剩餘的絹帛，諸葛亮讓用來分給將士。趙雲說：“軍事上沒有勝利，為什麼要有賞賜，這些物資請全部存入赤岸庫，等到十月用作冬季犒勞品。”諸葛亮很贊同這個意見。
評價
魏明帝在戰後評價街亭之戰說：“亮懷李熊愚勇之志，不思荊邯度德之戒，驅略吏民，盜利祁山。王師方振，膽破氣奪，馬謖、高祥，望旗奔敗。虎臣逐北，蹈屍涉血，亮也小子，震驚朕師。猛銳踴躍，鹹思長驅。” 並稱讚張郃說：“賊亮以巴蜀之眾，當虓[xiāo]虎之師。將軍被堅執銳，所向克定。”
而諸葛亮也在戰後做了反思，評價街亭之戰失敗的原因是：“大軍在祁山、箕谷，皆多於賊，而不能破賊為賊所破者，則此病不在兵少也，在一人耳。”
影響
•街亭之戰失敗，令到第一次北伐功敗垂成。日後蜀漢數次北伐亦未能獲得比本次令三郡投降更大的影響，而且本次蜀軍大敗，對本來已因夷陵之戰元氣大傷的蜀漢有較大的影響。
•本來自劉備征孫權失敗，不久逝世後，蜀漢都沒有什麼侵擾魏蜀邊界的行動，曹魏都沒有作出什麼準備，以為蜀漢已無力侵邊；故此當諸葛亮北伐的訊息傳來時，令朝野震動，更加令三郡叛離。戰後曹魏亦加強了對蜀漢的防衛，包括曹真預計諸葛亮會攻陳倉，於是命將軍郝昭守治陳倉城，以致年底（即229年年初）諸葛亮進圍陳倉時無功而還。及後亦因曹魏多作防備而令北伐難以獲得大的成果。
