諸葛亮的決心並沒能改變大局，他本人反而因為操勞過度，在軍中病逝，這次北伐再次無果而終。
【諸葛亮病逝】
諸葛亮作為蜀漢丞相，一方面關心政務，一方面操勞軍事，積勞成度，和司馬懿長期的對峙中又耗費了大量的時間和精力，身體終於不堪負重，本人於建興十二年（4）八月去世。待蜀軍撤走，曹魏大將軍司馬懿一一巡視蜀軍的駐紮營地，嘆道：“孔明真是天下奇才啊！”
據《魏氏春秋》記載，諸葛亮派遣使節到司馬懿軍中，司馬懿向使者詢問諸葛亮的睡眠、飲食和辦事多少，不打聽軍事情況，使者答道：“諸葛公早起晚睡，凡是二十杖以上的責罰，都親自披閱；所吃的飯食不到幾升。”司馬懿知道後，告訴其他人：“諸葛孔明進食少而事務煩，他還能活多久呢！”
《漢晉春秋》記載諸葛亮卒於郭氏塢，而《魏書》裡則認為：“亮糧盡勢窮，憂恚歐血，一夕燒營遁走，入谷，道發病卒”。不過這個觀目前不為主流所認可，其理由裴松之已經有過闡述，我就不多談了。
臣松之以為亮在渭濱，魏人躡跡，勝負之形，未可測量，而云歐血，蓋因亮自亡而自誇大也。夫以孔明之略，豈為仲達歐血乎？及至劉琨喪師，與晉元帝箋亦雲“亮軍敗歐血”，此則引虛記以為言也。其雲入谷而卒，緣蜀人入谷發喪故也。
《漢晉春秋》記載，諸葛亮在軍中去世，長史楊儀整頓軍隊而退。百姓跑著去報告司馬懿，司馬懿追趕漢軍。姜維命令楊儀調轉戰旗方向，擂響戰鼓，像是即將對司馬懿進攻。司馬懿收軍後退，不敢向前逼進。於是楊儀結陣離去，進入斜谷之後才發喪。百姓為此事編了一句諺語：“死諸葛亮嚇走活仲達。”司馬懿聽到後笑著：“這是我能夠意料諸葛亮活著，不能料想諸葛亮已死的緣故。”
【《晉書》版本】
關於諸葛亮病逝之事，在《晉書》中也有著相應的記載，其內容有著其他一手資料的影子，但總體而言還是有些偏向司馬懿。
魏軍與蜀軍對壘百餘日，諸葛亮病死，蜀諸將燒營逃走，百姓奔走相告，司馬懿出兵追擊。諸葛亮的長史楊儀回軍展旗鳴鼓，像是抵抗魏軍。司馬懿以為這些都是窮寇，並不逼近他，於是楊儀便結成陣列退走了。
過了一天，司馬懿到諸葛亮的營壘去巡行，考察遺留下的痕跡器物，獲得很多蜀軍的圖書、糧谷。司馬懿判斷諸葛亮必定是死了，並：“真是天下的奇才啊！”辛毗認為諸葛亮是否死，還不一定。司馬懿：“軍事家所重視的是軍中文書、秘書計劃、兵馬吃的糧谷，現在他們把這些都丟棄了，一個人丟棄了五臟難道還可以活嗎？應急速追趕蜀軍。”關隘道路上蒺藜很多，司馬懿使士兵二千人穿著用軟材做成平底的木屐在前面走，蒺藜都被木屐帶去，然後騎兵步兵一齊前進。追到赤岸，才知道諸葛亮已死的確實訊息。
當時百姓編了個諺語：“死諸葛嚇走活仲達。”司馬懿聽到後笑著：“這是因為我長於預測活人的事，不長於預測人的生死啊！”在此之前，諸葛亮的使者到來，司馬懿問使者：“諸葛公起居飲食如何，一頓能吃多少米？”使者回答：“可食三四升。”然後又問處理政事的情況，使者：“打二十軍棍以上的處罰，都是諸葛公自己閱批。”使者走後司馬懿告訴旁人：“諸葛孔明是不會活很久了！”竟和司馬懿的一樣，諸葛亮不久就死了。
歷史上關於司馬懿畏懼諸葛亮未死而退兵之事實際上是沒有直接記載的，《漢晉春秋》裡關於這方面的記載是“姜維令儀反旗鳴鼓，若將向宣王者，宣王乃退，不敢偪”，而《晉書》中則直接寫明了司馬懿是因為窮寇勿追才放過了漢軍一馬。
但如果司馬懿真的是打算窮寇勿追的話，為什麼得知漢軍退兵後還要追擊呢？而且當時姜維只是一個區區降將，司馬懿有必要怕他嗎？此段記載之後，《晉書》還花費不篇章描寫司馬懿和辛毗關於諸葛亮是否已死的爭論，我想這不是不打自招嗎！司馬懿沒有否認“死諸葛走生仲達”一事，已經基本就預設了放棄追擊漢軍和當時不確定諸葛亮是否已死有關係。
可以關於司馬懿因為畏懼諸葛亮未死半途放棄追擊漢軍一事，在親漢的《漢晉春秋》裡並沒有直接定性，但徹底否認此事的《晉書》反而確認了這一。
【淺談《晉書》】
在本篇之前，因為涉及不多，所以《晉書》並不是一個主要的參考材料，但關於諸葛亮北伐之事實在是繞不過去了，所以對於《晉書·司馬懿紀》中部分內容進行了一個相對詳細的分析，其結果並不是很讓人滿意，《晉書》在該部分內容對於司馬懿過於美化了，並且很多記載都找不到相應的一手材料，還和其他一手材料有著不少的矛盾。
在立場上面，不僅僅這一部分對於司馬懿極為美化，整個《司馬懿紀》一節實際上都是如此，在裡面關於司馬懿的記載都是高大上的，所謂功勞都是司馬懿的，其他出場人物包括曹操、諸葛亮等等在內都是用來襯托司馬懿的，反正裡面是把司馬懿吹的天上僅有，地上無雙，然而立場問題還不是最主要的問題。
《晉書·司馬懿紀》裡面最重要的問題是資料的出處。《晉書》是編輯於初唐，離漢末三國時期已經有了三百年以上的歷史，可以《晉書》是明顯的二手材料，他的編輯需要依託於其他的一手材料和更早之前的二手材料，總而言之，《晉書》裡關於歷史方面的具體內容不能是當時學者自己編的，就是修改的都不行，否則《晉書》的參考價值將會大為降低。
這可以和《資治通鑑》比一下，《資治通鑑》裡的材料，其他方面的我沒看，但三國時代我是一直有所參考的，基本上我都能找出其出處，比例我估摸至少有95%以上，《晉書·司馬懿紀》記載能找出多少的對應的資料呢？估計也就50%左右吧，反正很多記載都找不到原出處了。
還不止於此，《晉書》裡面還有著漏記和修改的事情。例如《漢晉春秋》裡面記載了張郃之前兩度勸諫司馬懿，只有第一處有記載，第二處就沒有了，關於諸葛亮死後司馬懿追擊之事，《漢晉春秋》裡面沒有直接明司馬懿退兵的原因，但在《晉書》裡就直接寫明司馬懿是窮寇勿追了，這就是一個很明顯的修改痕跡了，畢竟明顯可以看出了《晉書》這段記載就是參考了《漢晉春秋》的。郭淮的事情在《晉書》和《三國志》中也矛盾很明顯，誰對誰錯實際上也一目瞭然。
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所以對於《晉書》裡，尤其是《司馬懿紀》裡的相關記載，各位讀者一定要心裡有數。