曹真不得已上表求救。曹叡和群臣商议，太傅钟繇保举司马懿可退蜀兵。曹叡急降诏复司马懿骠骑大将军职，加封平西都督，起南阳诸路军马，以退蜀军。
镇守永安的李严得知后，派儿子李丰到祁山向诸葛亮报信。
孟达昔日因不救关羽而降魏，得知诸葛亮率军北伐，想叛魏归蜀，攻取洛阳。他去信告知诸葛亮：已约上庸太守申耽、金城太守申仪汇合三路兵马，就地举事，以助丞相。然而申耽、申仪兄弟明许举事，暗中却与孟达心腹李辅合谋，派人赴宛城密报司马懿。司马懿得报，当机立断，决定先擒孟达，后奏天子。他立即调集军马，派参军梁畿星夜赶往新城，命孟达准备出征，以稳住孟达，使其不疑；随后发兵，昼夜兼程，包围新城。
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诸葛亮接孟达信后，曾修书提醒，要其小心从事，提防司马懿，不可轻信他人。而孟达以为宛城远离洛阳八百里，司马懿如知他举事，需表奏魏主，往返月余方可出兵，不以为意。正欲举事之际，司马懿大军已至，孟达被围，只得闭关坚守。申耽、申仪佯作救援，诱孟达开城，李辅等乘机占领城楼，孟达前后受敌，措手不及，被杀。申耽、申仪两兄弟也被司马懿诛杀。
司马懿平定孟达的反叛，去长安禀报曹叡。曹叡得知详情，倍加赞赏，封司马懿为都督，以大将张郃为先锋，出关破蜀。
诸葛亮知孟达被杀，料司马出关，必取街亭。因街亭为汉中咽喉要地，拟派将镇守。参军马谡请令，并在军前立下军令状：“若失街亭，乞斩全家！”临行，诸葛亮再三叮嘱：街亭虽小，关系重大，是我军粮道，绝不可失，要当道扎营。又命王平相助，共守街亭。
