次日，孔明带领祁山的军队出发，来到渭滨，发现这是一片平坦的战场，一边是河流，一边是山脉，非常适合进行战斗。双方军队相对而立，以弓箭射击对方的阵角。三通鼓声响过后，魏军中间的大门旗开启，司马懿亲自出马，其他将领紧随其后。孔明坐在四轮车上，手持羽扇。懿说道：“我主效法尧舜，被尊为二帝，容忍了你们蜀国和吴国，是出于我主宽容仁厚，不愿伤害百姓。你们南阳一介农夫，不懂天命，却强行侵略，理应被消灭！如果能懂悔过改过，应立刻回去，各守边界，形成鼎足之势，避免百姓涂炭，你们也可以保全性命！”孔明笑着说：“我受先帝托孤之重，怎么能不全力以赴讨伐贼寇！你们曹氏家族不久将要被汉朝所灭。你们的祖父都是汉朝的臣子，世代享受汉朝的禄位，却不思报效，反而帮助篡逆，难道不感到耻辱吗？”懿羞愧满面地说：“我与你决一雌雄！如果你能胜利，我发誓不再担任大将！如果你失败了，你早点回到故乡，我也不会加害于你。”
孔明说：“你想要比试的是将才？还是兵力？还是阵法？”懿回答：“先比试阵法。”孔明说：“那就先让我布阵，你来看看。”懿进入中军帐下，手持黄旗招展，左右军队动作齐整，排成一阵。然后他再上马出阵，问道：“你认识我的阵法吗？”孔明笑着说：“我军中的末将，也能布置这种阵法。这就是‘混元一气阵’。”懿说：“你布阵，我来看看。”孔明进入阵中，摇动羽扇，然后再次出阵前，问道：“你认识我的阵法吗？”懿回答：“这是‘八卦阵’，怎么可能不认识！”孔明说：“既然认识了，敢不敢来打我的阵法？”懿说：“既然认识了，当然敢来打！”孔明说：“你尽管来打吧。”司马懿回到自己的阵中，召集戴陵、张虎、乐綝三名将领，分别告诉他们：“孔明所布的阵法，按照休、生、伤、杜、景、死、惊、开八个门。你们三人可以从正东的‘生门’攻入，然后从西南的‘休门’杀出，再从正北的‘开门’攻入：这样就能破敌。你们要小心谨慎！”
于是戴陵在中军，张虎在前军，乐綝在后军，各带领三十骑兵，从生门冲入蜀军阵中。两军士兵互相呐喊助威。三人杀入蜀军阵中，却发现敌阵如同连城一般，无法突破。三人慌忙调转马头，向西南冲去，却被蜀军的箭矢射住，无法冲出。阵中错综复杂，有门户重叠，他们无法相互联络，只能乱撞乱冲。只见迷雾笼罩，战场一片混乱。喊声响起，魏军一个个都被缚住，带到中军处。
孔明坐在帐中，左右分别将张虎、戴陵、乐綝和其他九十个军官都绑在帐下。孔明笑着说：“我固然能够俘虏你们，但这并没有什么了不起！我放你们回去见司马懿，告诉他重新研读兵书，仔细研究战略，到那时再来决一雌雄，也不算晚。既然你们的性命被饶恕，就留下你们的军器战马吧。”然后将众人脱下衣服，涂上墨汁，步行出阵。司马懿看到后非常愤怒，回头对其他将领说：“这样被挫败锐气，如何有脸回去见中原的大臣们呢！”立即指挥三军，奋勇冲杀。懿亲自挥剑上前，带领百余勇士，催促大军冲杀。
两军刚刚交战，突然阵后鼓角齐鸣，喊声震天，一支军队从西南方杀来，原来是关兴。懿命后军迎敌，同时催促前军向前进攻。突然魏军大乱：原来姜维带领一支军队悄悄杀来，蜀军三路夹击。懿大为惊慌，急忙退军。蜀军包围而来，懿带领三军奋力冲击。魏军伤亡了十分之六七。司马懿退至渭滨南岸，坚守不出。
孔明带着胜利的军队回到祁山时，永安城的李严派遣都尉苟安前来交付粮米。然而苟安好酒，路上拖延，超过了限定的十天时间。孔明非常愤怒地说：“我军以粮食为重要事务，误了三天就应该处斩！你现在误了十天，有什么理由？”下令将苟安推出斩杀。长史杨仪说：“苟安是李严所派的人，而且负责西川的钱粮，如果杀了他，以后就没有人敢送粮食了。”孔明听后叱责武士将苟安解开，用棍子打了八十下后放了他。苟安受到责罚后心怀怨恨，连夜带着亲随的五六个骑兵，直奔魏军寨投降。司马懿召见他，苟安向他陈述了前事。懿说：“虽然如此，孔明多谋，你的话难以让人相信。如果你能为我做一件大事，我会向朝廷奏请保你做上将。”苟安答应了，径回成都，见了宦官，散布谣言，说孔明有怨望上位的意图，早晚想要称帝，让主上召回孔明：这就是你的功劳了。”苟安允诺后，立即回到成都，见了宦官，散布流言，说孔明自负功高，早晚会篡国。宦官听到后非常惊慌，立即禀报给皇帝，详细叙述了前事。后主惊讶地说：“这样怎么办？宦官说：“可以下诏命孔明回成都，剥夺他的兵权，免得他叛逆。”后主颁布诏令，宣召孔明班师回朝。蒋琬出班奏道：“丞相自出征以来，多次建立大功，为什么要宣召回来？”后主说：“我有机密事情，必须与丞相面议。”于是派使者日夜赶往祁山大寨，宣召孔明回去。
使者到达祁山大寨，孔明接见，接到诏令后，仰天叹道：“吾主年幼，必有佞臣在侧！我正想建立功绩，为什么要召回？如果我不回去，就是欺骗君主了。如果我奉命回去，日后再难得到这样的机会了。”姜维问道：“如果大军撤退，司马懿会乘机袭击，我们该如何应对？”孔明说：“我现在要撤退军队，可以分为五路撤退。今天先撤退这个营，假设营里有一千人，我们却掘开两千个灶，明天掘开三千个灶，后天掘开四千个灶：每天撤退，同时增加灶火。”杨仪说：“古时孙膑俘获庞涓，就是用增兵减灶的方法取得胜利；现在丞相撤军，为什么要增加灶火？”孔明说：“司马懿善于用兵，他知道我们在撤退，肯定会追击我们，他会怀疑我们是否有埋伏在旧营内，因此会设法确认。如果他看到每天增加的灶火，却不知道我们是在撤退还是在停留，就会疑惑而不敢追击。我们可以慢慢地撤退，不会损失兵力。”于是传令撤退军队。
然而，司马懿并不知道苟安已经投降，他仍然计划在蜀军撤退时一举歼灭他们。然而，当他得知蜀寨空虚，蜀军已经撤退时，他明白孔明定有阴谋，不敢轻易追击，只带着一百多骑兵前往蜀营内查看，要求士兵数灶，然后返回本寨。第二天，他又命士兵赶到那个营查点灶数。回报说：“这个营的灶数比之前又增加了一倍。”司马懿对诸将说：“我料到孔明多谋，果然增加了兵力和灶火，如果我们追击，肯定会中他的计谋。还是先退军，再想办法。”于是他下令撤军，不再追击。孔明没有损失任何人马，顺利地朝着成都前进。
随后，川口的土人来报告司马懿，说孔明撤退时并没有增加兵力，只是增加了灶火。司马懿仰天长叹，说：“孔明运用了虞诩的计策，竟然瞒过了我！他的谋略远远超过我！”于是他率领大军返回洛阳。正如古语所说，棋逢敌手难相胜，将遇良才不敢骄傲。