建興十二年（4）諸葛亮正式發動蜀漢第六次北伐，自身第五次帶兵北上，這也是諸葛亮最後一次北伐。
歷史上諸葛亮這一次北伐做好了充分的準備，可惜的是對方也是準備完全，雙方在北原展開初步交鋒，諸葛亮未能取得上風。
【南方漸穩】
建興十一年（），蜀漢由於庲降都督張翼立法嚴苛，夷族首領劉胄起兵作亂造反。張翼出兵討伐，還未攻破劉胄，蜀漢朝廷便徵召張翼回朝，眾部將都認為應該火速返回朝廷請罪，張翼道：“不能這樣，我是因為蠻夷起兵騷亂，不稱職才被徵召回朝的。但是接替我的人還沒有到達，而我正身臨戰場，應當組織運送、屯積糧草，作為討滅叛賊的物資，怎麼可以因為被免除官職的緣故而荒廢國家的政事呢？”
於是張翼繼續統領事務，毫不鬆懈，直至接任的庲降都督馬忠到達前線後才出發回朝。馬忠依靠張翼打下的基礎得以擊殺劉胄，討平叛亂，蜀漢丞相諸葛亮得知這件事後非常讚許張翼，北伐時也將其帶上，以張翼為前部都督，領扶風郡太守。
馬忠成為庲降都督後，將治所遷到了建寧郡味縣，處於漢族和夷族之間，加強了當地對夷人的管理。平定叛亂後，蜀漢朝廷加封馬忠為監軍奮威將軍，並封為博陽亭侯。並且在不久後，馬忠又派張嶷平定了牂牁郡、興古郡的獠人作亂。
越巂郡自從建興三年（5）諸葛亮討平高定叛亂之後，叟夷部落數次作亂，先後殺死太守龔祿、焦璜，從此以後越巂太守都不敢去郡裡上任，只敢駐紮離越巂郡郡治邛都八百裡的安上縣，故越巂郡徒有其名。馬忠在越巂太守張嶷的輔助下，恩威並濟，剿平亂夷，遷回郡治，修繕城郭，控制鹽鐵資源，並重新貫通越巂郡到成都的道路，恢復亭驛通訊，使越巂郡重現舊時的秩序。因此功勞馬忠被加封為安南將軍，並進封彭鄉侯。
因為蜀漢將領馬忠、張嶷等人的出色表現，益州南部數郡的局勢也愈加穩定，這也是使得諸葛亮能更集中精力對付北伐的曹魏勢力。
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【北伐前的準備】
諸葛亮前面三次北伐（第一次、第二次、第四次）均因為兵糧不足而被迫退兵，所以諸葛亮在蜀漢第五次北伐（自身第四次）後的三年裡，勸農講武，作木牛、流馬，運米糧到斜谷口集積，又住在斜谷邸閣，與民休息，準備再次北伐。
為確保將來作戰中的軍糧供應，諸葛亮在斜谷建立了邸閣，又發明了流馬。這樣，諸葛亮一方面在預定戰場可以儲備相當數量的糧食，又有了“木牛”、“流馬”這些先進的運輸工具，為其爾後作戰，提供了較為可靠的供應保障。
在諸葛亮休養生息的三年裡也不是完全無事，南方就有劉胄作亂，不過很快就被馬忠所平定。討平劉胄後不久，牂牁郡、興古郡的獠人又起兵作亂，馬忠令張嶷前往討伐，招降其眾兩千餘人，送往漢中用以充實蜀漢的北伐軍隊。
蜀漢北方三年之內無戰事，諸葛亮經過養士訓卒三年備戰，北伐曹魏的條件日漸成熟，遂遣使入吳，與東吳商定共同攻魏。
然而曹魏大將軍、西線主帥司馬懿對此也早有預料，他在關中一帶大規模開展屯田，數年下來也是收穫頗豐。
司馬懿之弟度支尚書司馬孚認為要擒敵獲勝，應該先有準備，每次諸葛亮入侵關中地區，邊境的士兵不能抵擋，需要調集中央軍隊奔赴戰場，倉猝間總是來不及準備，應該預先選出步騎二萬部隊，分為兩部，以作交戰之用。他又建議，關中地區連年交戰，糧食物資儲備不足，應該從冀州調集農夫五千人屯於上邽，秋冬訓練，春夏屯田。這些建議都被採納，於是關中物資充實，對待蜀國的進攻也有應對。
蜀漢和曹魏的再一次大規模交鋒，一觸即發。
【陽遂之戰】
建興十二年（4）春，諸葛亮第五次親自率兵北伐曹魏。據《晉書》記載，這次諸葛亮又率十餘萬大軍（注1）出斜谷，在郿縣的渭水南原築壘。天子為此而憂慮，派遣徵蜀護軍秦朗督統步騎兵二萬人，受司馬懿節度。一開始諸將打算駐軍渭北以待敵，司馬懿：“百姓積聚的糧秣財物都在渭南，這是必爭之地。”即引軍渡河，背渭水而築壘。後又對諸將：“諸葛亮若是個勇者，應當出武功，依山而東進。若西上五丈原，則我軍就無事了（注）。”諸葛亮果然上五丈原，並將由此北渡渭水。
司馬懿派遣將軍周當屯兵陽遂以引誘蜀軍。過了幾天，諸葛亮不動。司馬懿就：“諸葛亮欲爭高地不向陽遂，他的用意我知道了。”派遣將軍胡遵、雍州刺史郭淮共同在陽遂守備，與諸葛亮會於積石。在高地前接戰，諸葛亮不得前進，回到五丈原。當時有一長星墜在諸葛亮營壘中，司馬懿就此知道諸葛亮必敗，派遣奇兵從後面抄襲蜀軍，斬首五百餘級，俘虜千餘人，降者六百餘人。
據《三國志·郭淮傳》記載，青龍二年(4)，諸葛亮出斜谷，在蘭坑（注）處屯田。當時司馬懿屯兵渭南。郭淮估計諸葛亮一定會爭奪北原，主張先佔領，很多人對此不以為然。郭淮：“如果諸葛亮跨過渭水登上北原，就可以連兵北山，斷絕隴道，驚嚇臣民和胡人，此乃國家安危之大患。”司馬懿同意這種觀，於是讓郭淮屯兵北原。
戰壕還沒修好，蜀軍壓境，郭淮奮力回擊。過了幾天，諸葛亮率大軍西行。諸將領都認為諸葛亮想攻西圍。只有郭淮一人認為，這是諸葛亮虛張聲勢，是要讓魏軍大舉回應，而他一定會進攻陽遂。那天夜裡，蜀軍果然進攻陽遂。因為城中有防備，所以諸葛亮的謀算沒有成功。
根據《晉書》、《三國志》等資料，我們可以看出諸葛亮第五次北伐之後，在初期計謀被看破，未能取得便宜，曹魏方面成功防住了蜀漢的猛攻，但具體情況在兩本資料的記載裡還是有很大差別的。具體來，《三國志》表示郭淮提出了很多正確的建議並且為司馬懿所採納，而《晉書》中全部功勞都歸功於司馬懿，諸葛亮則強攻無果。
例如關於北原之事，在《晉書》中無記載，而陽遂之戰則是司馬懿事先預料，但矛盾的地方是司馬懿前面剛剛表示諸葛亮欲爭高地不向陽遂，後面就派將軍胡遵、雍州刺史郭淮共同在陽遂守備，並且雙方最終在高地接戰。
《三國志》中的記載相比就很明確清晰了，表示諸葛亮聲東擊西，虛向西圍實攻陽遂，郭淮看破，這裡記載的是“淮獨以為此見形於西，欲使官兵重應之，必攻陽遂耳”，而且最終也是陽遂有備，諸葛亮沒能得逞。
相對來，《三國志》裡的記載要更為客觀和清晰，《晉書》裡的這段記載則很是模糊，並且立場和寫法明顯和前文一樣，反正司馬懿超神，諸葛亮渣渣，麾下將領傀儡化。
注1：諸葛亮具體出兵多少在一手材料裡目前我本人並沒有查到具體數字，《晉書》作為二手材料，數字可以作為參考，但並不見得準確。
注：這段我個人因為並不清楚那邊當時具體的地理情況，所以無法解讀這一段話。
注：蘭坑具體的地暫時未能查出。