曹魏有40多万军队，而蜀汉只有9万。诸葛亮为什么要去北伐？
223年，蜀汉昭烈皇帝刘备在夷陵之战中被吴栋击败，这大大削弱了蜀汉的国力。丞相诸葛亮辅佐后主刘禅，国力慢慢恢复。同时派马可、邓骘、东吴去修。225年，诸葛亮攻克蜀汉南方，北伐所需物资得到补充。
刘禅四年(226)，曹魏文帝曹丕病死，其子曹操继位，国号魏明帝。当时魏国有一种议论，可以用诸葛亮在汉中发兵讨伐。曹操也有此想法，但孙子认为汉中南郑凶险难行，大规模的军事行动必然导致天下动荡，过于艰巨。他提出将帅分天下险，等魏强大了，蜀吴投降，曹操推迟出兵。
诸葛亮认为曹魏改朝换代，建立新君主，是北伐的好机会。同时，北伐曹魏，回归故都，也是诸葛亮在《隆中对》中设定的目标和夙愿。
但从当时的条件来看，三国中，蜀国最弱，北伐成功的机会不大。
当时曹魏人口约443万，兵力43万。蜀国人口约94万，兵力12万。吴人口约230万，兵力23万。诸葛亮第一次北伐，动用了蜀兵十万左右。此役前后，魏调动军队20万。
在这种悬殊的情况下，蜀汉似乎很难摧毁曹魏。尤其是荆州失守后，诸葛亮出兵北伐的条件不复存在。但诸葛亮并没有放弃北伐计划。
建兴五年(227)，诸葛亮率蜀军出汉中，准备北伐。出发前，他到后方说:“始皇帝创业前，中路崩了。今下三分，益州疲弊，此亦关键秋。.....今天，南方定居，贾冰是足够的。三军一赏，中原定北，汉室复兴，还故都。这位大臣因此向始皇帝报告，以示对陛下的忠诚。”史称这本书为《前师表》。
诸葛亮苦口婆心地劝说后主刘禅认识到蜀汉在三国中的弱势地位(益州已尽)。三国争强，蜀国危在旦夕，要奋发图强，不要满足于一时的稳定。
根据反映？据董云川说，诸葛亮担心先主不辨善恶(朱子难辨)，就谆谆教诲，提醒他一定要“贤臣远小人”，把“忠孝节义”、“贞节光明”归功于郭有志、费祎、董云(之子)、、张仪、蒋琬。
刘禅也给诸葛亮写了一封信，开始了北伐。
第一次北伐
建兴六年(228)春，诸葛亮明确表示要从路(从陕西汉中到鄢县)取鄢，令赵云、邓芝疑兵，据吉口(路南口)。曹魏派大将曹真领兵出战。从此时起，直到建兴十二年(234年)诸葛亮死于五丈原，蜀与曹魏之间发生了六次战争。五次进攻是由蜀汉发起的，一次是由曹魏发起的，蜀汉防守。
诸葛亮率军西攻祁山(今甘肃礼县东北)。由于训练有素，蜀军士气旺盛，阵容齐整，北伐进展顺利。曹魏的南安(今甘肃陇西东南)、天水(今甘肃甘谷东南)、安定(今甘肃镇沅东南)等地造反魏迎敌诸葛亮，魏天水将军姜维也投奔诸葛亮。
诸葛亮的进攻和成功震动了关中一段时间，曹魏政权非常惊恐。魏明帝很快带领军队到了长安，派将军张合带领军队去阻止诸葛亮。
诸葛亮让马谡统率军队，在街亭(今甘肃天水南)与张合交战。马谡违诸葛亮节，屯兵山上，为张合所破，震动全战。
赵云和邓骘的军队也输给了吉谷，因为他们的军队弱，他们的敌人强。“然而，他们不会被打败。”退兵时，赵云亲自断后，将士不离，无军资损失。街亭大败，众军四散，唯有王平引千人，击鼓自持。张合怀疑他中了埋伏，没有逼他。“王平能够慢慢地收集剩余的士兵并归还他们。
诸葛亮这次在西郡收了千余户，赏赐王平，投降了魏天水郡参军。马谡虽然才华横溢，能言善辩，与诸葛亮关系密切，但诸葛亮为了严肃军纪，还是将马谡斩首。
诸葛亮引咎自责，对先主说:“我...教不了法，又怕突发事件，所以在街亭违命，谷中不退。都怪我任用不当。我知道我不认识人，我担心事情有多黑暗。《春秋》负责帅，我是大臣。请将自己降级为三等监督怪。”所以后者以诸葛亮为右将军，代理丞相，总统如前。
第二次北伐
建兴六年(228年)秋，魏司马、扬州田园诗曹秀在(今安徽潜山县东北)被吴总司令鲁迅所灭。冬天，诸葛亮返回攻打魏。
据《汉书·晋书·春秋》记载，诸葛亮听说孙权打败了曹秀，邴巍下到了东方，关中势单力薄，也就放弃了他的先主，史称“后例”。
十二月，诸葛亮率军北上，离开三关(今陕西宝鸡西南)，包围陈仓(宝鸡以东)。但是曹真有备而来，蜀军多次进攻都失败了。经过20多天的激战，蜀军粮难，曹魏援军即将到达，诸葛亮只好返回汉中。却说魏将引兵来追，于回师途中，被杀于马下。
第三次北伐
建兴七年(229)春，诸葛亮发动第三次北伐。他派陈杰去攻打武都(今甘肃成县)和阳平(今甘肃文县西北)。魏引郭淮救应，大败。蜀军占领了两个县。诸葛亮安抚了当地的氐、羌等少数民族，留下自己的军队，带领部队回到汉中。由于诸葛亮积极夺取第二郡，刘禅恢复了诸葛亮的宰相职位。
曹魏反攻了
建兴八年(230)秋，曹魏主动发兵攻汉中，使司马懿从西城(今甘肃天水南)出，张合从伍兹(今Xi安南至宁陕东)出，曹真从顾颉(延县至宝城)出。三次尝试攻汉中，诸葛亮都留在城固和赤坂(今陕西洋县)。
除了加强防御，诸葛亮还增加了李严指挥的两万大军到汉中，以阻挡曹魏的军队。由于连续下雨，伍兹山谷和顾颉等道路无法通行，曹撤退。这一年，魏延在郭淮渔阳溪破魏永州刺史。
蜀中山势险要，易守难攻，给蜀军运送粮草更加困难。这也是蜀国军队不能与曹魏军队长期作战的主要原因之一。为了解决军粮的运输问题，诸葛亮设计制造了一种“木牛”。