诸葛亮回军卤城，未能彻底破坏上邽麦田，使得这批粮食成了乏粮魏军与其对峙的资本，但是，诸葛亮这一战略动作迫使魏军进入极度缺粮状态，导致司马懿、郭淮等不得不从关中运粮，甚至征取羌胡的粮谷 。
司马懿本人以用兵“侵掠如火”、“兵贵神速”着称，若是真的有较大把握能在野战中击败蜀军，以司马懿的军事指挥风格，司马懿应该是不会采用坚守策略的。
事实上，初来乍到的司马懿也的确采取过进攻态势，但战果不佳。因此，司马懿其后采取防御态势，意味着在本次诸葛亮北伐作战中，蜀汉军队一直处于有利地位，而本场作战的魏军却居于相当不利的地位。
司马懿进军卤城，但却登山掘营，与汉军对峙，不与交战。
张合认为蜀军长途来攻，“孤军食少”，必然想要速战速决。所以应该以大军屯于此处，然后分为奇兵，包抄蜀军，截断其后路。但司马懿没有采纳。
魏军将领数次请战，司马懿都不准，诸将十分不满，便讥笑他，“公畏蜀如虎，奈天下笑何 ! ”
对峙一段时间后，诸葛亮撤出对祁山的包围，将全部军队集中在卤城，司马懿派张合打通了和祁山堡的联络，并命他攻卤城以南的王平，由案中道进逼汉军。自己则率众进攻卤城以北的诸葛亮主力，力图以钳形攻势，击败诸葛亮。
诸葛亮派大将魏延、高翔、吴班分三路领兵作战，大败魏军。斩获魏军的首级三千级，获得战利品玄铠五千、角弩三千一百张。
卤城之战在《汉晋春秋》中有记载，同时，《汉晋春秋》关于卤城之战的记载，和《三国志王平传》的记载相互印证，“九年，亮围祁山，平别守南围。魏大将军司马宣王攻亮，张合攻平，平坚守不动，合不能克”。
六月，诸葛亮眼见粮草接应不上，而又收到后主刘禅下令北伐军撤退的圣旨，诸葛亮只有引军退回。
司马懿命令张合追击汉军，张合认为“围师必阙，归师勿遏”。眼见张合不赞同追击未被打败而主动撤退的汉军，司马懿却强行坚持要张合领兵追击，张合无奈前往追击。最后于木门道，被埋伏于高处的汉军射中右膝，伤重病逝。
第四次北伐之前，诸葛亮派李严督粮草时，怕出问题，于是给他三种选择，叫他便宜行事：“上计断其后道；中计与之持久；下计还住黄土。”
后来，李严怕粮运不济，就派马忠、成藩传喻旨要诸葛亮撤军。
诸葛亮回来后，反而问他，“军粮饶足，何以便归?”
另一方面，李严又向刘禅上表：“军伪退，欲以诱贼与战。”
欺骗刘禅说这是策略，又想推卸责任给岑述。
诸葛亮无需调查此事，直接出示李严之前手书，明显前后不符，李严无话可说，被贬为庶人。
所以，一直等到农历六月，轲比能不见蜀军进发，也不见有谁联络他，诸葛亮反而退回蜀中，知道事情有变，就把沉于石城左右的八万大军撤回六城三地。
这年的第一场雪前后，从艾申、艾由两条线纷纷传来曹魏知道诸葛亮第四次北伐的时候，轲比能陈大兵于北方的事实。
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这个时候，曹魏已经换了第二个皇帝了，他就是曹叡。
曹叡从小得到祖父曹操的喜爱，常令他在左右。曹叡年幼聪慧，曹操曾惊异地说，“我基于你可以有三世之业了。”在朝会宴席上，也经常叫他与侍中近臣并列。
曹叡好学多识，对律法特别留意，十五岁时，被封为武德侯。
建安二十五年（220年），曹丕继位魏王。黄初二年（221年），曹叡封齐公，由于生母甄夫人冒犯了曹丕被杀，曹叡被贬为平原侯。
黄初三年（222年），曹叡封平原王。
据《魏略》记载，因为郭皇后没有子息，曹丕下诏令曹叡奉养郭皇后。但曹叡因为母亲死非善终，意甚不平。曹丕因曹叡心怀不满，欲意让另一个嫔妃的儿子曹礼做继承人。
曹叡不得已，开始勤谨侍奉郭皇后，每天早晚都去向郭皇后问候起居，郭皇后也因自己未生育子女，对他疼爱有加。但曹丕始终对曹叡不满意，因此一直不立曹叡为太子。
《魏末传》记载，曹叡曾经跟从曹丕狩猎，见到母子两鹿。曹丕射杀了鹿母，命令曹叡射杀子鹿，曹叡不从，并且说，“您已经杀掉了母鹿，我实在不忍心再杀掉它的孩子。”
说完哭泣不已。
曹丕于是放下了弓箭，因为此事对曹叡的仁孝深感惊奇，于是立其为太子的心意已经确定。
黄初七年（226年）五月十六日，曹丕病危之际，才正式立曹叡为皇太子，托孤于曹真、司马懿、陈群、曹休等人，次日曹丕驾崩，曹叡继位。
曹叡即位后，战事多多。八月，孙权进攻江夏，江夏太守文聘坚守。朝臣商议发兵救援，曹叡则认为孙权的军队擅长水战，这次之所以敢于不用水战而转到陆上攻城，不过趁文聘防守不严而突然袭击，今已相持，则不会持久。
在这之前，曹叡曾派治书侍御史荀禹慰劳戍边将士，得知吴军进犯的消息，便在去江夏的路上沿途召集各县兵马，加上自己身边的骑从卫士共计步骑兵千余人。抵达江夏城外，荀禹指挥军队借山势举火向吴兵发起攻击，吴军果然撤退。
太和元年（227年），西平郡麴英反叛，连杀临羌令、西都长等地方官员，于是，曹叡派遣将军郝邵、鹿磐率兵平定叛乱，斩杀了麴英。
太和二年（228年），诸葛亮第一次北伐，天水、南安、安定三郡的官吏和百姓皆叛魏归蜀，曹叡派曹真、张合等人拒敌，并亲往长安压阵。不久，马谡被张合大破于街亭，蜀军撤退回到汉中。九月，大司马曹休与东吴大将陆逊在石亭开战，魏军败北。