公元230年七月，曹魏想改为进攻，大司马曹真上表伐蜀议案。但是司空陈群认为斜谷太险阻，难以进退，于是曹真率主力军改为由子午道进发。大将军司马懿率军从汉水而上，欲与曹真军会师汉中。张郃从褒斜道进兵，直指汉中。
面对曹魏的三路大军，尤其是曹真、司马懿、张郃这三位名将的进攻，蜀国丞相诸葛亮显然不敢掉以轻心。他亲自坐镇汉中，并加强了城固、赤阪等要地的防守。同时，他要求李严率领两万人前往汉中阻击敌人。他还上表后主刘禅，升李严之子李丰为江州都督，负责防守后方。
曹魏这一次进攻蜀汉名将云集，兵力众多，但由于蜀地艰险，期间遇上下了三十天的大雨，栈道断绝。曹真用了一个月才走了一半路程。在朝中，华歆、杨阜、王肃都上疏劝魏明帝曹叡下诏撤军。最终，在公元230年九月，曹魏三路大军受诏撤退。
对于曹魏来说，第一次大军进攻蜀汉，可谓无功而返。然而，诸葛亮不仅成功抵御了曹魏的进攻，还想到了趁机反击曹魏。于是，他派遣魏延、吴懿进入魏国的南安进行客场作战。虽然兵力上不占优势，但魏延攻破了郭淮，吴懿攻破了费瑶，最终取得了防守反击的胜利。
总的来说，对于诸葛亮第三次北伐来说，这场胜利非常关键。前两次北伐曹魏基本上都以失败告终。如果第三次北伐还不能有所收获，很可能会严重挫伤蜀汉将士的士气，这自然不利于之后和曹魏之间的交战。而在士气振奋之后，诸葛亮得以在之后又发起了两次北伐中原的战役。
