诸葛亮第一次对曹魏帝国发动攻击前，召开军事会议，当时担任司马的魏延建议：“听说，夏侯楙是曹魏皇家的女婿，既没有胆量，又没有谋略。请交给我精锐部队五千人，另交给我五千人的后勤补给。从褒中（陕西省汉中市西北褒河镇）出发，沿着秦岭南麓东行，到达子午谷（长三百三十公里，北起陕西省长安县西南，南至石泉县，悬崖绝壁，栈道桥梁无数，至为险要），然后从谷中向北挺进，不用十天就可进抵长安。夏侯楙一听说军临城下，必然逃走。那时候，长安城里只剩下督军御史和西都京兆太守，不足为患；曹魏政府以及民间粮食，足够维持我们部队给养。曹魏在东方集结兵力，最快也要二十天左右，而丞相的大军，从褒斜谷（陕西省太白县西南褒河山谷）北上，也应抵达长安城下。如此，咸阳以西，就可一举收复。”诸葛亮认为这个战略危险性太大，不如从平坦的大道进军，直接夺取陇右（陇山以西），可以有万全的把握取得胜利，却不必有任何冒险，遂拒绝魏延的计划。
诸葛亮认为子午谷战略太过冒险，但魏延并不是盲目冒险，他的计划是建立在调查研究的基础上的，并非刚愎自用。
首先，魏延久镇汉中，对汉中一带的地理状况十分熟悉，所以他的判断应该是正确的。至于魏军是否会在子午谷埋下伏兵。在已知的史料上，看不出子午谷设有伏兵，夏侯楙的智谋，还不到这种水准。而且，从稍后曹军的反应来看，不仅子午谷一线，而且是曹魏全国都没有戒备。所以乍听到一向静悄悄的西南边陲忽然大军压境，全国立刻震动。
其次，魏延对对手的判断也是准确的。因为对手是花花公子夏侯楙，而非司马懿，所以奇谋可以奏效。夏侯楙何许人也？《三国志·夏侯惇传》注引《魏略》中说，此人是曹魏名将夏侯惇之子。曹操将女儿清河公主嫁给他，并将他任命为安西将军、持节、都督关中。“楙性无武略，而好治生。在西时，多蓄伎妾，公主由此与楙不和。”可见，夏侯楙是个凭借裙带关系上位，却没有什么能力的典型的纨绔子弟。魏延深知其人，故判断“楙闻延奄至，必乘船逃走”是完全有道理的。一些学者认为，假如诸葛亮采用魏延的奇谋，很可能北伐已经成功，可惜诸葛亮谨慎得近乎胆小。
魏延的大战略这次被否决，便永无再行的可能。因为，随后蜀军遇到的是司马懿，假如大军一进入谷口，就等于进入地狱。从此，曹魏安如磐石，诸葛亮的出兵祁山，对曹魏帝国的伤害，不过是隔山打牛，白白消耗蜀汉的士卒性命而已。
除了卓越的作战才能，魏延治军也是一把好手，《三国志》称魏延“善养士卒”，与张翼德“刑杀既过差，又日鞭挝健儿”不可同日而语。
以此观之，魏延统领大军能独当一面，对阵能斩将，治军有方而勇猛过人，绝不逊于关羽、张飞等蜀汉一流大将。只可惜，或许是诸葛亮看不惯魏延这种类型的人物，始终疑而不用，从而失去了北伐大业成功的机会。
魏延为什么反？
魏延是否真的有反心？根据史料看，这是一大冤案。
《三国志·魏延传》载，建兴十二年（234年）秋，诸葛亮病重，他知道自己命不久矣，于是密召长史杨仪、司马费祎、护军姜维等人安排死后退军事宜。他安排魏延断后，姜维次之。并说，如果魏延不从命，军队可以不用理他，自主行事。这是诸葛亮临终前召开的最后一次高级军事会议，这次会议的召开导致了严重后果。
首先，主帅病危，为了怕引起军心动摇，只与少数人商定后事，是可以理解的。但是这少数人，应该既有自己的亲信，也有军中最重要的高级将领。魏延当时是前军师、征西大将军、假节，领汉中太守、南郑侯。而诸葛亮是以丞相之身兼尚书、假节、领司隶校尉、益州牧、武乡侯。二人均假节，封侯。可见，魏延在蜀汉朝廷中的地位仅次于诸葛亮。而杨仪时任丞相府长史，费祎为丞相司马，姜维任中监军征西将军。以官位论，杨、费、姜三人均不能与魏延相比。而诸葛亮召开如此重要的军事会议，却偏偏将魏延排斥在外，显然是有意为之。
其二，诸葛亮没有安排身后谁任全军主帅，只是令魏延断后，姜维次之，在前后军中间起衔接辅助作用。至于杨仪，看以后事态发展，似乎全军上下都认定诸葛亮让杨仪暂时代理全军统帅之职。而事实上，杨仪并无蜀汉朝廷或诸葛亮临终前的正式任命，统率全军名不正、言不顺，这就为魏、杨内讧伏下了祸根。
第三，诸葛亮密令：“若延或不从命，军便自发。”这似乎已经将魏延日后抗命定性为“叛逆”。诸葛亮为什么如此安排，史书中没有明文记载。其因可能有三：一是诸葛亮一生用兵谨慎，魏延则主张出奇制胜，诸葛亮不能不担心魏延得到军事指挥权后会违背他的既定军事路线，实施他自己的作战方略，这是诸葛亮不能容忍的；二是诸葛亮历来以“奉职循理”为标准选拔官员和人才，他所推荐和重用的官吏，如郭攸之、费祎、董允、蒋琬、姜维、向宠等人，无一不是循规蹈矩之人。而魏延为人高傲，有自己独立见解，不一味对上级唯命是从，他以韩信自诩，认为诸葛亮胆怯，常感叹自己怀才不遇。在刘备死后，他时常不买诸葛亮的账，这些必然会招致诸葛亮的嫉恨；三是诸葛亮排斥魏延，是为他的接班人蒋琬、费祎、姜维扫除障碍。魏延在朝中、军中享有很高的威望，当时人们都私下议论，诸葛亮死后一定是由他代替。在这种情况下，诸葛亮不惜毁掉蜀汉的国之栋梁，欲将魏延置于死地。
魏延被害的起因虽然同诸葛亮有密切关系，但毕竟不是诸葛亮的临终遗命，杀害魏延的罪魁祸首是杨仪，费祎、蒋琬、董允等人也脱不了干系。
魏延与杨仪的矛盾由来已久，魏延骄狂，杨仪自负，两人关系势同水火。两人坐在一起争论时，魏延有时候会举刀向杨仪比划，杨仪总是“泣涕横集”，哭得一塌糊涂（见《三国志·费祎传》）。对魏、杨冲突，诸葛亮的态度是“不忍有所偏废”。然而，在五丈原交代临终决定时，将魏延排斥在外，显然是将权力和情感的天平倾斜到杨仪一边。而将魏延安排为断后将军，这就等于授予杨仪对全军的最高指挥权。
诸葛亮死后，杨仪秘不发丧，又命费祎试探魏延的意图和打算。魏延对费祎说：“丞相虽亡，我还健在，可以让府亲官属护送尸体回去安葬，我留下来率诸军击贼，怎么可以因丞相身故而废了天下之事呢？何况我魏延是什么人，怎么可以被杨仪所指挥，作断后之将！”魏延此话，于公于私都没有问题。伐魏乃天下大事，因诸葛亮一人身死，便将兵临渭水、逼近长安的十万大军撤回，弃北伐之大业，确实是不太合理。
另外，魏延官爵在杨仪之上，也没有理由服从杨仪的指挥。正因为如此，魏延与费祎重新商量了治丧的步骤：谁护送诸葛亮灵柩回蜀，谁带兵继续北伐。两人共同签署了新的作战安排，准备向部队传达。可费祎却口是心非，只想着赶紧脱身。他骗魏延说：“我替你去说服杨仪杨长史，长史是文官，不太懂军事，一定不会反对这个决定。”等他脱身后即背信弃义，助杨仪整军退回蜀中。等到魏延发觉上当时，大军已经按诸葛亮的计划撤退了。
魏延当即大怒，“率所领径先南归，所过烧绝阁道”，趁着杨仪行军迟缓，抢先一步，并且烧了所过之处的所有阁道。魏延的意图很明确，因杨仪掌握了全军的统帅大权，故无法与之较量，所以只能赶回成都，向后主奏告事情原委。杨仪也不甘落后，于是二人都向刘禅上表，皆称对方“叛逆”，双方的表书在同一天交到刘禅手中。毫无主见的刘禅不知孰是孰非，就询问蒋琬和董允。蒋、董都是诸葛亮的心腹，加之魏延与同僚关系一向不好，因而二人都偏向杨仪。于是刘禅命令蒋琬率军去讨伐魏延，但不等蒋琬兵至，魏延已被杨仪所杀，原因是他拒守南谷口，与赶上来的杨仪对战。
魏延为何不赶回成都，而要在南谷口以弱势兵力对抗杨仪呢？大概是他已经得到刘禅派蒋琬前来讨伐的消息，他知道自己已没有机会进入成都，向后主辨明事实真相了，于是只好回身与杨仪一拼。
此时形势对魏延本就极为不利，又被当初接替他固守汉中的王平临阵一顿叫骂：“公亡，身尚未寒，汝辈何敢乃尔。”魏延所部立刻军心动摇，“众知曲在延”（军士们知道错在魏延），于是都不愿为他卖命，全都散了。其实，所谓“曲在延”只不过是表象，试想，当兵的怎会知道上层斗争的内幕，他们只知服从刘禅和诸葛亮的命令。既然皇帝和宰相都站在杨仪这一边，认为魏延反叛，当兵的因此反水，也是正常的事。
手下将士皆散，魏延无奈，只得与其子数人向汉中逃亡，杨仪派遣马岱追斩之。当魏延的首级送到杨仪面前时，杨仪用脚踩着魏延的脑袋，嘲笑说：“庸奴，看你还能再做恶吗？”之后杨仪又“夷延三族”（见《三国志·魏延传》）。一代名将魏延，没有死于对敌战争，也丝毫看不出有任何反叛之心，却被诬以“反骨”，身死族灭，可叹可惜可泣。
魏延之死虽然与诸葛亮多年的打击和排斥，以及杨仪、费祎等人的嫉恨有关，但是，魏延本人在这场突发事件中的处置也有失宜之处，他不该轻信费祎，也不应在退军途中烧毁主力部队回归的阁道，给人以谋反的把柄，更不该据南谷口，以数千之众去对抗杨仪的十万大军。这完全是以卵击石，自不量力。
具有讽刺意味的是，魏延的冤家对头杨仪反倒似乎长有反骨。杨仪诛杀魏延后，自以为功勋至伟，代替诸葛亮者非己莫属。岂知诸葛亮生前早就安排蒋琬作继承人了，后主仅给杨仪一个虚衔。于是杨仪口出怨言：“当年丞相刚死之际，我如果举军投奔曹魏，怎么可能落到如此地步呢，真是追悔莫及啊！”费祎将此“大逆不道”之言密报后主，结果杨仪被废为庶民。杨仪不知悔改，“复上书诽谤”，结果入狱，而后自杀。杨仪之死固然有咎由自取的成分，但毕竟也甚为可惜，因为他也是一个不可多得的人才。怪只怪诸葛亮生前用人不当，又不能协调好部属的关系，死后导致蜀汉政权的这场内讧，这对人才资源匮乏的蜀汉来说更是雪上加霜，加快了蜀汉的衰落。
