蜀軍砍木頭、造木筏的動靜同樣被司馬懿的探子發現，向司馬懿作了彙報，司馬懿立即召集各營將領，分付道：“諸葛亮大造木筏，其中有計。他以攻北原為幌子，卻在渭水上流讓士兵乘木筏順水而下，放火燒我浮橋。浮橋一斷，我南北大軍不能呼應，諸葛亮卻從前麵進攻。他的目的是突破我的渭水對岸防線，好向我軍深部挺進，一定不能讓蜀兵成功！”
司馬懿傳令夏侯霸、夏侯威：“如果探得北原有動靜，立即在渭水南岸中埋伏精兵，等蜀軍開進來時，突然衝出，打他個措手不及！”傳令張虎、樂綝：“領二千兵，從上流順水而下時，一齊放箭，不讓蜀軍接近浮橋。”傳令郭淮、孫禮：“如果蜀軍來攻北原，你們立即佯裝敗退，蜀兵必然來追，然後用伏兵的弓箭射他！”又對大家道：“我在中軍指揮，水陸並進，如果蜀軍真的來犯，大家聽我的號令行動，我要大破蜀軍！”布置完畢，又交代司馬師、司馬昭，引兵救應前營軍馬。
蜀軍按諸葛亮計劃行事，魏延、馬岱一路攻北原大營，魏軍見蜀軍殺來，不戰便退。魏延覺得對方已有準備，便不再進攻，傳令後退。忽聽得四下裏喊聲大震，司馬懿和郭淮從左右殺出，蜀軍紛紛後退，許多人落在水中淹死。魏延、馬岱被大軍圍困，幸虧吳班率五千人趕來救援，這才退回北岸。吳班率兵乘木筏燒浮橋，被張虎、樂綝在岸上萬箭齊射，士兵們紛紛中箭落水，死傷無數。吳班也身中數箭，落水淹死。王平與張嶷率兵偷襲渭南大營，來到魏營前麵，已是二更天了。隻聽得北原方麵喊聲震天，不知勝敗，隻見魏軍渭南營寨中靜哨悄的，怕中了埋伏，不敢輕進。正在觀望時，忽然後隊士兵報告，丞相差人送信說：“進攻北原、浮橋失敗，叫我們火速退兵！”王平、張嶷正要轉身，卻被司馬師、司馬昭率軍殺來。王平與張嶷經過半夜苦戰，這才敗回本陣之中。這一仗，魏軍大勝，蜀軍損失了大將吳班和一萬多人馬，蜀軍士氣大大受挫。