與進攻孟達急速猛厲的策略相比，司馬懿與諸葛亮對陣卻穩如泰山，謹慎行事，持重相抗。
諸葛亮是蜀國丞相，誌在複興漢室。經過充分的準備後，於後主建興五年（公元226年）上表北伐。魏國起初以大將軍曹真率督諸軍抵抗諸葛亮。後來曹真病還洛陽，不久死去。魏明帝太和五年（公元231年）諸葛亮進軍天水，圍曹魏將軍賈嗣、魏平於祁山。這時，司馬懿為荊州都督，鎮守宛城，自荊州入朝，魏明帝說：“西方邊事吃緊，事關全局，關係重大。除了你，他人是難負此任的。”於是派他西屯長安，都督雍、涼二州諸軍事，統轄車騎將軍張郃、後將軍費曜、征蜀護軍戴淩、雍州刺史郭淮等部抵禦諸葛亮。司馬懿受命進軍隃麋，又進駐漢陽，與諸葛亮相遇。略為交戰，蜀軍因軍糧不足，而撤軍遁走。魏軍追擊，俘斬萬計。
這時魏軍軍師杜襲、督軍薛悌都估計明年麥熟，諸葛亮必興兵再犯，應抓緊冬季時間運糧於隴右。而司馬懿則作了這樣的預見：“亮再出祁山，一攻陳倉，挫衄而反。縱其後出，不複攻城，當求野戰。必在隴東，不在西也。亮每以糧少為恨，歸必積穀。以吾料之，非三稔不能動矣。”事實證明，司馬懿的預見是十分準確的，諸葛亮果然在三年後複出，於青龍二年（公元234年）才大舉興兵。其出兵地點在隴東，作戰方式主要是野戰，完全不出司馬懿所料。
盡管諸葛亮采取了種種措施，畢竟蜀漢國力不及曹魏，所以他是拖不起的，他與司馬懿相持半年之後，再也耐不住了，便向司馬懿下了戰表。司馬懿高懸免戰牌，不予理睬，任憑蜀軍罵陣也好，誘戰也好，就是不為所動。
諸葛亮派人到魏營給司馬懿送去一個禮盒，司馬懿不知道老對手又在搞什麼名堂，打開禮盒一看，原來裏麵裝著一套女人的服裝和一些脂粉、首飾等物品。送禮的使者說：“諸葛亮見司馬大將軍如此畏戰，所以派小的送來此物，說大將軍不如到裙釵中去為伍吧！”
司馬懿堂堂的魏國領兵統帥，豈肯受此大辱，頓時大怒，正想發作，他又猛地按住自己的性子，告誡自己千萬不要中諸葛亮的激將之計，於是他強作笑容說：“多謝丞相好意，日後定當重謝。”
司馬懿雖有如此肚量，營中將軍們卻再也按捺不住，紛紛請求出戰，一時間，群情激昂，大有一觸即發之勢。司馬懿為穩住軍心，便說：“不要以為我心裏好受，我的憤怒超過諸位十倍，但萬事不宜莽撞，諸位將軍請求出戰，其誌可嘉，還應請主上明示！”接著他派人去向魏明帝請示。
明帝深知司馬懿的本意，隻是為了堵諸將之口，並不真想作戰，於是在奏本上批了“不準”兩字，並派使節持他的節杖來到軍營，明確宣布“若有再言戰者，定斬不赦！”到底是皇帝的權威大，眾將再也不敢求戰了。
蜀軍密切關注魏軍的動向，見曹營來了朝廷使者，諸葛亮知道自己的激將法已被司馬懿化解於無影，不免憂心忡忡。大將薑維怕他急出病來，連連安慰，諸葛亮心想：北伐的重任，看來我難以完成，這副擔子要壓在你們的肩上了。但他仍振作精神，不斷地派人向魏軍下戰表。
司馬懿我行我素，他知道蜀軍糧草不如魏軍充足，不戰就是戰，這是一場比實力比耐心的戰鬥。他還興致勃勃地與下戰表的蜀使拉家常、談閑話，一次他“關心”地問起諸葛亮，使者出於對諸葛亮的崇敬心情，便實話實說：“丞相日理萬機，無事不親自操勞，連處罰二十板子的小事也要過問，飲食少進，寢睡不安。”
司馬懿煞有介事地安慰說：“請轉告丞相，望注意保重！”打發使者走了。
司馬懿高興地對部眾說：“看來，蜀軍不久就要退兵了。”
果如司馬懿判斷的那樣，諸葛亮進兵無策，憂愁煩悶，難以排解，加上重任在肩，事必親躬，身體已大不如前，患有疾病仍強打精神，聽到使者報告司馬懿問寒問暖，不由大驚：“司馬懿居然來攻我的心了。”當然他心堅如鐵，司馬懿難以攻動，但從中他預料魏軍決不會再與他決戰了，對此，他心急如焚。
不久，諸葛亮果然病倒了，也是為了糧食之事，蜀國已告糧罄，盡管有木牛流馬解決運糧之事，但巧婦難為無米之炊。他急火攻心，在睡覺時吐出一口血來，他知道自己不行了，仍強支精神，對後事作了安排，命人將長史楊儀、大將薑維及費等重臣叫到跟前，商量退兵之計。
消息傳到成都，劉禪急忙派大臣徐福為特使，晝夜兼程，趕往五丈原。諸葛亮在病榻上對徐福說：“我死之後，你們仍要一如既往，輔佐皇上，複興漢室！”
徐福含淚點頭，問道：“丞相之後，何人繼職？”
諸葛亮奄奄一息地說：“蔣琬可任丞相，再由費繼之……”一代偉人就此永別人世。真可謂是“出師未捷身先死，常使英雄淚滿襟！”
司馬懿對自己拖住敵人避而不戰的持重戰略，十分自得，信心十足。弟弟司馬孚來信問軍事進展情況，他複信說：“諸葛亮雖率軍十萬，但已落入我的圈套。大破蜀軍，指日可待。”