刘备攻取汉中后，南征孟获，后方安定。临终前，托孤阿斗（刘禅）于诸葛亮。诸葛亮不忘知遇之恩，“治戎讲议”，“内修政理”，六出祁山，北上伐魏。
诸葛亮六出祁山的目的，在于据陇右以窥关中，复兴汉室。他向蜀后主刘禅上《出师表》：“今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝；攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。”祁山是魏蜀战略要地，是诸葛亮北伐的主要战场。诸葛亮说：“祁山乃长安之首，陇南诸郡，倘有兵来，必经由此地；更兼前临渭滨，后靠斜谷，左出右入，可以伏兵，乃用武之地。”魏明帝曹叡也说：“先帝东置合肥，南守襄阳，西固祁山，贼来辄破于三城之下者，地有所必急也。”
蜀建兴六年，即明帝太和二年（228）春，诸葛亮率10万大军伐魏。兵分两路，一路由赵云、邓芝率领出箕谷攻眉县，虚张声势，自己亲率6万直出祁山。起兵汉中，经河池、下辨，天水、南安、定安诸郡纷纷降蜀。蜀军长驱直入，势如破竹，向天水进发，关中震动，正在天水督巡的魏雍州刺史郭淮，措手不及，逃往关中。魏明帝督战长安，急命大将军张郃领步骑五万西趋增援。诸葛亮在西域（今礼县境）部署军事。魏明帝急命张郃领步骑5万西趋，亲自督战长安。诸葛亮在西城（今礼县境）部署军事。为了打通东进要道，以马谡为先锋，遣马谡、王平驻守街亭。遣马谡、王平驻守街亭，以阻击张郃。魏右将军张郃与蜀将马谡会于街亭。马谡不听王平劝阻屯兵山上，街亭（今秦安陇城）一仗，蜀军溃败，诸葛亮不得不拔西县千余家还，退兵汉中。马谡“言过其实，不可大用”，诸葛亮重用马谡，使蜀军失去了有利的北伐战机，其教训是极其深刻的。诸葛亮挥泪斩马谡。上疏刘禅自贬三等，以后将军行丞相事。
首出祁山的收获是收取魏将姜维。
姜维，天水冀人，“忠勤时事，思虑精密”，智勇过人。诸葛亮亲率大军攻取天水。天水太守马遵疑姜维有异心，拒姜维于城门之外。诸葛亮倾慕姜维才能，收取姜维，归附蜀汉，任姜维为征西将军。
冬月，二次北伐，出散关，围陈仓，曹直遣将军费曜拒之。诸葛亮因粮草不济而退兵。
七年春，三次北伐。诸葛亮乘魏军南下攻吴之机，再上《出师表》北伐曹魏。先攻陈仓不胜，退军途中遣陈式攻武都、阴平，魏雍州刺史郭淮率兵迎击。诸葛亮亲率大军出祁山，驻建威（今西和县境），郭淮惧而退兵。于是，蜀汉具有武都、阴平二郡。武都郡仍治下辨，属益州，领下辨、武都、河池、故道、沮、羌道六县。阴平郡置郡于建安二十年（215），魏遣郭淮为雍州刺史督阴平事，屯兵玉垒关。阴平入蜀后，蜀遣廖化为阴平太守，驻守玉垒关。蜀延熙十一年（248），郭淮亲率大军筑城于今关头坝，以攻廖化。郭淮城遗址尚在。
八年，四次伐魏。魏将自陇西南下攻白马关（今康县境）。诸葛亮遣魏延自河池至祁山，西入羌中，以乱魏后方。张郃急忙退守上圭。魏延还归至首阳，魏将费曜、郭淮堵截魏延。诸葛亮率大军接应，魏军腹背受敌。郭淮撤军狄道。魏延大败郭淮，被迁为前军征西大将军、假节，晋封南郑侯。
九年二月，诸葛亮亲率大军五次北伐，以木牛流马运粮，出卤城，攻天水，破上圭。魏大将军司马懿出兵拒之。懿遣费曜、戴陵领精兵四千守上圭，余众由张郃、郭淮率领西救祁山。蜀军与魏兵相遇，魏兵大败。司马懿赶至祁山，上圭、祁山已失，回军上圭，屯兵东山不出。正值小麦黄熟，诸葛亮一面派兵围祁山，抢收小麦，一面亲率大军出战司马懿。司马懿据险对峙，不与交战。诸葛亮用激将之法，诱司马懿出战。司马懿派张郃攻亮，魏兵大败，获甲首3000级，玄铠5000领，角弩3100张。李严谎报军中无粮，诸葛亮佯装退却，向祁山撤去。司马懿令张郃在后面紧紧追杀，蜀将魏延、关兴轮番阻击，且战且退。逼近木门道时，天色已晚，张郃被夹在两壁之间，进退无路。两边山上万箭齐发，将张郃和手下100多个将校活活射死。
《三国演义》对诸葛亮在卤城抢收小麦的描写虽过于夸张，却以精彩之笔展现了诸葛亮足智多谋、稳操胜券的军师风度。诸葛亮攻取了曹魏军事要寨祁山之后，曹魏大军退居卤城。当时正值小麦黄熟。蜀军长途征战，粮草不济，诸葛亮一面加紧修筑营寨，一面密谋筹划抢收小麦。曹魏大都督司马懿派大将张郃镇守寨道，进逼祁山，钳制蜀军，自己亲率诸军将士日夜抢收小麦，以图困死蜀军。就在魏军收完小麦正要运送的节骨眼上，诸葛亮导演了一幕虚虚实实，真真假假的夺粮迷魂战。在4辆四轮车上，都坐着簪冠鹤氅、羽扇纶巾的诸葛亮，都有24个皂衣护车，500名军士擂鼓。他们分前后左右，从四路向魏军杀来。司马懿真假难辨，乱了方寸，军心因此而大乱。慌忙间弃了卤城，逃往上圭。张郃出寨营救，诸葛亮又派姜维伏兵塞道，在张郃后军点起硫磺杂草，断了后路。张郃冲出重围，也匆忙逃往上圭。诸葛亮遂派兵将魏军小麦尽数运往祁山寨中。
十二年（234）春，诸葛亮率十万之众六次北伐，出斜谷口，屯兵五丈原（今陕西眉县西南），“分兵屯兵，以久驻之计”。八月卒于军中。
魏、蜀之战，陇南人口大量外迁。曹操数次移陇南人口入关中达10万余众。诸葛亮拔西县人口千余家还汉中，又将武都氐人王符健之数千人移置昭化。陇南几乎“荒无留民”，生产受到极度破坏。
六出祁山，是泛指六次北伐，有四次是针对祁山的，其中，诸葛亮两次到达祁山，一次临近祁山，一次派魏延出师祁山，另外两次是出秦岭，入关中。六出祁山是诸葛亮百折不挠、鞠躬尽瘁精神的象征。
祁山，东起盐官，西至大堡子山，横卧在礼县西汉水北侧，绵延25公里，地扼陇蜀咽喉，势控攻守要冲，是三国时魏蜀交战的天然屏障。山下是平坦辽阔的西汉水大川，大川中央突兀冒出一个孤独的山堡，四周峭壁如挂，无处登临。峰顶平坦如席，浓阴蔽空。据《水经注》载：“祁山在嶓冢山以西七十里许，山上有城，极为严固，昔诸葛亮攻祁山，斯城也。”又曰：祁山堡“即诸葛武侯六出祁山时驻师之所，上有武侯祠，春秋祭焉。”如今祁山城已不在。祁山堡武侯祠晋代始建，清道光十二年重建。诸葛亮手执羽扇，眉清目聪，端坐正视，两厢为姜维等六出祁山蜀国大将站像长廊。现存匾额30余面，楹联5副，碑刻20通。
祁山古战场尚有遗迹可寻。据载，祁山堡有一洞穴，可通西汉水畔，是蜀军汲水的地道，诸葛亮巡营时也从此洞出入。西汉水河心有一巨石，是诸葛亮的上马石。蜀军当年埋藏伏兵的“圈马沟”和“藏兵湾”，就在山堡附近。祁山脚下有9个土堆，据说那是诸葛亮安营屯兵的9个营寨。射死张郃的木门道在天水、礼县界中。卤城即今盐官，以产盐闻名，是魏蜀争夺的一个重镇，诸葛亮抢运小麦的故事就发生在这里。230年，司马懿移冀州农夫五千人佃上圭，振兴京兆、天水、南安盐地，以应军需之用。252年，司马懿再次上表请振兴天水、南安盐地，以充军用。天水盐地即指今盐官也。
