不久，诸葛亮遣使求战，司马懿不谈军事，问使者“诸葛公起居饮食如何，一顿能吃多少米？”使者说“三四升。”然后对问政事，使者说“打二十军棍以上的处罚，都是诸葛公自己阅批。”经过一番不经意的询问，司马懿对人说“诸葛亮将要死了。”果然，诸葛亮于当月病故于五丈原军中。
蜀将秘不发丧，整军后退。当地百姓跑来报告，司马懿派兵追击，蜀将杨仪返旗鸣鼓，做出回击的样子，司马懿以‘穷寇莫追’收军退回。当时有人传“死诸葛走生仲达”，司马懿听到笑说“这是因为我长于预测活人的事，不长于预测人的生死啊。”
第二天，司马懿到诸葛亮营垒巡视，并赞诸葛亮“天下奇才也”。青龙二年（234年）八月，诸葛亮病故于五丈原（宝鸡岐山境内），享年五十四岁。历时七年的诸葛亮北伐至此结束。蜀汉将领杨仪、魏延在撤军后争权，杨仪杀死魏延。司马懿想乘机攻蜀，魏明帝未准，作罢。
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