三国强弱对比
223年，蜀汉昭烈皇帝刘备在夷陵之战中被东吴打败，令蜀汉国力大减。丞相诸葛亮辅助后主刘禅，国力慢慢回复，同时派出陈震、邓芝与东吴重新修好。225年，诸葛亮南征，平定蜀汉南方乱事，北伐所需要的物资也得到补充。
后主刘禅建兴四年（226年），曹魏文帝曹丕病死，子曹叡继位，称魏明帝。当时魏朝有议论称，可乘诸葛亮在汉中，出兵讨伐。曹叡亦有此意，但孙资认为汉中南郑险阻，大举兴兵必导致天下骚动，费力过大，提出分命大将据诸要险，待魏国强大，蜀、吴必自降，于是曹叡暂缓出兵。
诸葛亮认为，曹魏政权更迭，新君刚立，是北伐的良机。同时，北伐曹魏，重返旧都，也是诸葛亮早在隆中对策中定下的目标和多年宿愿。
但从当时的条件来看，三国当中，以蜀国力量最为薄弱，北伐成功的机会不大。
当时，曹魏拥有大约四百四十三万人口，兵力四十三万；蜀国人口大约九十四万，兵力十二万；吴国人口大约二百三十万，兵力二十三万。诸葛亮首次北伐，动用蜀国兵力约十万。魏国于此役前后动员兵力二十万。
以这种悬殊的力量，蜀汉想灭曹魏似乎相当困难。特别是荆州丢掉之后，诸葛亮两路出兵北伐的条件已经不存在。但是诸葛亮并没有放弃北伐计划。
建兴五年（227年），诸葛亮率蜀军出驻汉中，准备北伐，出发前上疏后主：“先帝创业未半而中道崩殂。今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。……今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。”史称这个上疏为《前出师表》。
诸葛亮在这份上疏中恳切劝说后主刘禅要认清蜀汉在三国中的弱小和不利地位（益州疲敝），三国各自争强，蜀国危在旦夕，所以要奋发自勉，不要满足于暂时的安定局面。
据《三国志‧董允传》记述，诸葛亮上疏是担心后主不辨善恶（朱紫难别），故谆谆嘱咐，提醒后主务必“亲贤臣，远小人”，信用郭攸之、费祎、董允（董和之子）、向宠、张裔、蒋琬等“志虑忠纯”、“贞亮死节”之臣，还希望刘禅广开言路，实行“纳言之政”，赏罚平明，不使“内外异法”。
刘禅亦向诸葛亮下诏出师，开始实行北伐。
第一次北伐
建兴六年（228年）春，诸葛亮明言要由斜谷道（由陕西汉中到郿县）取郿，使赵云、邓芝为疑军，据箕口（斜谷道的南口）。曹魏派大将军曹真率众迎战。从这次算起，到建兴十二年（234年）诸葛亮病死五丈原为止，蜀国与曹魏前后有六次战争。五次是蜀汉发动的进攻，一次是曹魏进攻，蜀汉防御。
王双宽绘《百位英雄榜》赵云（王双宽提供）
诸葛亮率大军西攻祁山（今甘肃礼县东北）。由于训练有素，蜀军士气旺盛，阵容整齐，北伐进展顺利，曹魏所属南安（今甘肃陇西东南）、天水（今甘肃甘谷东南）、安定（今甘肃镇原东南）三郡叛魏迎接诸葛亮，魏天水将领姜维也投向诸葛亮。
诸葛亮的进攻和得手，一时震动关中，曹魏政权十分惊恐，魏明帝急忙亲自率军西镇长安，派大将张郃率军阻止诸葛亮。
诸葛亮使马谡督诸军在前，与张郃战于街亭（今甘肃天水南）。马谡违反诸葛亮的节度，驻军山上，为张郃所破，动摇了整个战局。
赵云、邓芝的部队亦因兵弱敌强，失利于箕谷，“然敛众固守，不至大败”。退军时，赵云亲自断后，兵将未有离失，军资什物，亦无若何损失。当街亭战败时，诸军星散，唯王平“所领千人，鸣鼓自持。张郃疑其伏兵，不往逼也”。王平得以徐徐收合诸剩余兵将而还。
诸葛亮这次出军收取了西县人户千余家，赏了王平，收降了魏天水郡参军姜维。马谡尽管饶有才华、口辩，又与诸葛亮关系亲近，但为了严肃军纪，诸葛亮还是斩了马谡。
诸葛亮引咎自责，给后主上疏说：“臣……不能训章明法，临事而惧，至有街亭违命之阙，箕谷不戒之失，咎皆在臣授任无方。臣明不知人，虑事多暗，《春秋》责帅，臣职是当。请自贬三等，以督厥咎。”于是，后主以诸葛亮为右将军，行丞相事，所总统如前。
第二次北伐
建兴六年（228年）秋，魏大司马、扬州牧曹休被吴大都督陆逊大破于石亭（今安徽潜山县东北）。至冬，诸葛亮复出军攻魏。
据《汉晋春秋》记载，诸葛亮听到孙权破曹休，魏兵东下，关中虚弱的消息，又给后主上疏，史称《后出师表》。
十二月，诸葛亮率军北上，出散关（今陕西宝鸡西南），包围陈仓（宝鸡东）。但是曹真已经有所准备，蜀军多次进攻都未获成功，激战了二十多天，蜀军粮食发生困难，同时曹魏援军也即将赶到，诸葛亮只好退回汉中。在退师途中，用伏兵杀死前来追赶的魏将王双。
第三次北伐
建兴七年（229年）春，诸葛亮发动第三次北伐。他派陈戒攻打武都（今甘肃成县）、阳平（今甘肃文县西北）二郡。魏将郭淮领兵来救，被打败，蜀军占领二郡。诸葛亮安抚当地氐、羌等少数民族，并留下将兵据守，自己率军回汉中。因夺取二郡有功，刘禅恢复了诸葛亮的丞相职务。
曹魏反击
建兴八年（230年）秋，曹魏主动派大军进攻汉中，使司马懿由西城（今甘肃天水南），张郃由子午（由今西安南到宁陕东）、曹真由斜谷（郿县到褒城）出，三道欲攻汉中，诸葛亮待之于城固、赤阪（今陕西洋县）。
除加强防守外，诸葛亮又增调李严率二万军队赶赴汉中，阻击曹魏军队。由于连日下雨，子午谷、斜谷等道路不通，曹魏军撤退。这年，魏延破魏雍州刺史郭淮于阳溪。
蜀地山高路险，易守难攻，给蜀军运送粮草增加了困难，这是蜀军不能与曹魏军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“木牛”。@*
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