蜀軍南征的目的有三個。劉備死後，蜀的頭號大敵是魏，因為這是與魏互爭天下的時候。為了達到這個目的，他們有三件事情非做不可，第一，為斷絕後顧之憂慮，必須鎮壓西南夷的造反；第二，讓欠缺實戰經驗的丞相諸葛孔明體驗作戰司令官之職務，因為關羽、張飛、馬良、馬超等蜀之名將已相繼去世，此刻欠缺將領，孔明也不能再自限於行政範圍內了；第三，為準備與魏對決，必須振興境內產業，而西南夷地區的物產非常豐富，尤其地下資源甚多，值得開發。
平定南方的翌年，蜀整年為與魏開戰作準備而忙碌。魏文帝曹丕於這一年死去。相較於父親曹操活到六十六歲，他只活了四十一歲，劉備則享年六十二——順便附述於此。
曹丕之長子曹叡即位，就是明帝。明帝此時才二十一歲，只比蜀帝劉禪年長一歲。但就作為皇帝的資質而論，前者遠勝於後者。
——若吾兒沒有輔佐的價值，盼望由卿取而代之。
劉備臨終之際，如此交代孔明，此事證明，即使是在父親眼裡，這個兒子也實在不成材。
分別成為魏與蜀之皇帝輔佐人的司馬仲達和諸葛孔明，才華可謂伯仲之間。孔明或許較前者略勝一籌。但他們分別輔佐的皇帝，在素質上實在相差太懸殊了。
說起諸葛孔明，後世的人好像一致認為他是個作戰之神，實際上，如前所述，他是行政、政治方面的能手，鮮有實戰經驗。他只於前年的南征，知道一些實戰之皮毛而已。
即將發動北伐軍——
蜀軍在孔明率領之下，首先進入漢中。魏明帝也準備親自率軍前赴戰場，這件事，後來因近臣力諫而作罷，不過他也踏出國都洛陽，皇輦達到西方長安。
雖然未曾實現，但天子親征的傳言，的確大大振奮將兵之心，對提高士氣起了莫大作用。
諸葛孔明則於出發之際，將有名的《出師表》呈奉蜀帝。
讀《出師表》而不流淚者不忠——被如此形容的這篇文章，的確是曠世名作。後世人競相爭誦被收錄於「文選」中的這篇《出師表》。
臣亮言，先帝創業未半而中道崩殂。今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛之臣不懈於內，忠志之士忘身於外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之於陛下也。誠宜開張聖聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣；不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體，陟罰臧否，不宜異同。
這是《出師表》的開頭部分。「表」是臣屬向主君提出，可以公開發表的文書。同樣是奏文卻與國政機密有關者，不叫做「表」。「表」的性質除在於向皇帝奏報外，也向廣大民眾昭告。
雖然天下已一分為三，但，魏、吳、蜀中以我們的蜀（益州）最為弱小。——孔明如此提醒年輕天子蜀並不強大之事實。
這等弱小的蜀，現在要討伐魏。若不主動出擊，則自己會被攻滅，所以，這是危急存亡之秋。此時，文官（侍衛之臣）和武官（忠志之士）全都盡忠報國，準備為國捐軀，以報答先帝劉備眷顧之恩。——皇上必須弄清楚，他們是為了向先帝報恩，而不是為了皇上。皇上千萬不可會錯其意。
以這樣的遣詞對皇帝上奏，委實也大膽了些。這大概是因為若不使用這等嚴厲詞句，劉禪這個年輕人是不會瞭解現實形勢的緣故吧。
要聆聽大家說的話，絕不可只聽部分言詞——「開張聖聽」指的是這個意思。由此推測，庸愚之劉禪似乎早就有只聽馬屁精奉承話的習慣，忠言確實逆耳，但忠臣的諫言不能不聽，孔明強調的是這一點。
——反正我沒有先帝那樣英明。
劉禪好像常以這樣的口吻對待進諫的忠臣。「妄自菲薄」指的是這一點。孔明勸劉禪努力充實自己，盡可能地學習先帝的風範。
此外，劉禪大概常與進諫家臣抬槓。以家臣進言「此事必須速辦，不可拖泥帶水」為例，劉禪的回答大概都是「話說欲速不達，何必急於一時，慢慢說吧」之類的話。結果，家臣逐漸變成懶得向天子進言或獻策。——「引喻失義」的意思是，以狗屁不通的理論或抬槓方式岔開論點。孔明諫言，絕不可以讓有意進諫之士因而不欲開口。
宮中（朝廷之臣）和府中（政府官員）都一樣是臣屬，因此，陟罰（晉陞和處罰）和臧否（善惡）必須一律平等。實際上，劉禪非常偏袒身邊人員——即宮中近臣，時常有陞遷機會，對政府官員則相當冷漠，絕少主動予以晉陞，在這種情形之下，很難期望蜀之家臣團結一致，這也是孔明力說的一點。
這樣不好，那樣不行——孔明在《出師表》中說的儘是這類話。
陛下亦宜自謀，以咨諏善道，察納雅言，深追先帝遺德，臣不勝受恩感激。今當遠離，臨表涕零，不知所言。
《出師表》以上列文字為結尾。
孔明於建興五年（公元227年）三月呈上《出師表》後進軍漢中，踏上北伐的第一步。
蜀國勇將魏延是一擊論者。他主張先給魏軍一次痛擊，然後乘勢長驅直入長安。
然而，諸葛孔明卻駁退這個建議。以蠻幹作風直攻長安，並將之佔領，或許做得到。問題在於如何維持佔領後的長安。由蜀到長安，路途何其遙遠。在這個情形下，兵源問題如何解決呢？倘若以強硬手段在當地徵調，很有可能因此喪失民心，使得蜀軍在長安陷入孤立，最後遭到擊滅。
「應該採用分區進擊的方法較為妥當。」孔明道。
對佔領地施以善政，然後以此作為前進基地，以分段方式，逐次向東進擊，也就是說，以由A到B，再由B到C的方式前進。採用這個方法時，倘若在C遇到挫折，還能就近撤退至B，以圖再起。而魏延的主張是，是A直接跳到Z。採取這個方法時，萬一在Z失敗，將會陷於無處可退的絕境。
孔明畢竟是政治家，在一切措置上都考慮周詳，面面俱到。再度拉攏過去臣屬於蜀，目前是魏的上庸（湖北省房縣）守將孟達，就是一個事例。孟達於關羽敗戰之際，因未派出援軍，怕受到劉備譴責而倒戈。
孟達向魏倒戈後，曾經非常受寵於文帝。他受到的優渥待遇，到了令魏國歷代家臣眼紅的程度。現在文帝已死，他當然成為眾矢之的，頗受排斥，他也感覺到魏不是他的久居之地。
他過去所屬的蜀，有他許多同僚舊友。對他甚為氣憤的劉備，現已不在人間。此刻已無任何人會阻礙他回歸蜀國。
——希望你能倦鳥知還。過去的同僚都會竭誠歡迎你。
孔明寄了如此內容的密函給孟達。孟達有感於孔明的熱誠，遂決定再度回歸於蜀。
這時，卻有一個人對上庸孟達的舉動產生懷疑。——這個人是當時在宛的司馬仲達。
「孟達有倒戈之意，非立即討滅不可！」
依照程序，這時必須先到洛陽，得到敕令才可討伐孟達，但司馬仲達為了掌握時間，因而從宛直接趕赴上庸。
「對付企圖造反的人，一刻也不可拖延！」
仲達快馬加鞭，率領部隊一路進擊。
決定倒戈的孟達，當然需要在上庸有所準備，而他也知道，此一動向總會被對自己負有監視任務的司馬仲達探查出來。不過，依據孟達的估算，仲達知道這件事情後，一定會先向洛陽報告，得到敕令後才集編軍隊，攻向上庸。這些事情處理起來，應該需要一個月的時間，而在這段時間內，他將能夠完成戰鬥準備。
不幸，這個預測卻落了空。
從宛直接趕來的司馬仲達，八天後就包圍上庸新城了。
「可惡！腳程怎麼這麼快！？」
雖然孟達扼腕切齒，但已來不及了。被包圍的他，最後被殺。
「這是一次小挫折……」
接到消息時，孔明如此呢喃。
採取分段前進策略的諸葛孔明，當然知道與魏之戰將會拖得很久。打長期戰免不了多少會有挫折，但才一開始就遭遇到——這一點，著實使他心情黯然。
一個不祥的念頭掠過自己的腦際。
孔明合上雙眼，猛搖了幾下頭。這個動作，好像要甩掉腦子裡不祥的預感。
而不祥的預感竟成了事實。
為了要到渭水作戰，孔明採取由祁山北上的路線。表面上，他擺出路經斜谷道的作戰姿態，由趙雲率領這方面的部隊。
主力該由誰指揮呢？
孔明原本考慮猛將魏延以及老將吳壹，最後卻決定任用自己視若親兄弟的馬謖為指揮官。馬謖是於夷陵之役陣亡的馬良胞弟，才華確有過人之處。
——這個人的缺點是恃才傲物，這一點非予注意不可。要是換成他死去的哥哥，那就沒話可說了。
於白帝城臥病在床的劉備，常與孔明品評家臣。決定於死後將全權交給孔明的劉備，為了提供孔明「人事」上的參考，曾經如此批評過馬謖。
決定任命馬謖為司令官時，孔明腦際裡掠過先帝劉備曾經說過的這句話。
孔明又搖了幾下頭。
「先帝崩殂已五年，而馬謖已不是五年前的馬謖，這一點，曾經與之共同南征的我，知道得很清楚。」
他如此勸慰自己。與孟獲交戰時，馬謖以參謀身份從軍，曾經立下大功。
孔明叫來馬謖，只叮嚀了一件事情：「千萬不可在高處佈陣。」
山頂佈陣，有利於觀望全局，但一旦被包圍，就只有死路一條。不可佈陣於山上，是兵法的基本常識。
而馬謖卻將主力佈置於街亭山上！
故意打破常規。出乎敵人意外。
這是恃才傲物馬謖的想法。魏軍一定做夢都沒有想到蜀軍會佈陣於山上才對。因此，魏軍不會有以此為對象的戰鬥準備。何況，由山上直攻下來，不是更能順勢地殲滅敵軍嗎？
未料，這個作戰方式完全失敗。
魏軍毫不猶豫地包圍街亭之山。對馬謖而言，這是天大的誤算。
「不可能全軍都在山上，蜀軍不可能笨到採取這樣的佈陣方式，在山上的應該只是少數的誘敵部隊，主力應該躲藏在什麼地方吧？」
馬謖認為敵軍會做如此猜測，因而不可能包圍山麓。魏軍卻毫不猶豫地傾全軍之力，展開包圍作戰。
馬謖下了一次大賭注，結果，這個賭注使他自毀前程。
由於兵糧已盡，飲水也被截斷，蜀軍幾乎沒有與對手交鋒，就輸得一敗塗地。
街亭大敗，原因在於違反軍紀。
諸葛孔明曾特別申誡「千萬不可在高處佈陣」，馬謖置若罔聞，才會有如此的結果。
對待馬謖有如親兄弟、甚至將之視同己出的孔明，也只有狠下心腸，揮淚將馬謖處斬。
——泣斬馬謖。
簽署將馬謖處死的命令文書時，諸葛孔明的一雙眼睛是赤紅的。
「蜀已失去關羽、張飛、馬良、馬超等人，此刻正是欠缺武將之際。尚請丞相法外施恩，為前途有為的馬謖留一條生路……」
有人瞭解孔明的心情，做此建議。而孔明卻搖頭，以斷然的態度回答道：
「這樣做無法維持軍紀。我的心猶如天秤，絕不會因人而變更其輕重。」
建興六年（公元228年）春，敗於街亭的蜀軍，退兵至漢中。
孔明以「罷免丞相一職」處分自己。因為他認為起用馬謖是他審人不明的緣故。