蜀汉，第三次北伐后诸葛亮指挥蜀汉大军在汉中休整。汉中的首府是新郑，诸葛亮率大军来到汉中，考虑到人马太多，大本营一直没有进驻新郑，而是安扎在阳平关附近一个叫石马的地方。
为了今后长期在汉中驻军，诸葛亮利用这段相对空闲的时间，命人修筑了两座新城，巩固汉中的防卫。一座新城在沔阳县（今陕西省勉县附近），称为汉城；一座新城在城固县（今陕西省城固县附近），称为乐城，分别位于南郑东西两边。
诸葛亮把大本营也迁往南山之下，这里位于沔阳县城之南，是一处通往巴中的平原地带，地势开阔。诸葛亮抓紧利用这段时间发展汉中的生产，扩大屯耕面积，积蓄粮食，加强训练，为再次北伐做准备。
当初在第三次北伐进攻武都郡的第一天，为砍敌人的鹿角，竟然一口气用坏了一千把斧子，幸好敌人已经跑了，否则再有敌人来就没有斧子可用了。这让诸葛亮很纳闷，不知道为什么斧子这么不经用。
回到汉中后，诸葛亮又让人制作了几百把斧子，用了一百天还没有坏，这才知道先前主管制作刀斧的官员不负责任，应当拘捕治罪（余乃知彼主者无益，宜收治之）。
在诸葛亮看来这不是小事，他对属下说：“如果再拿这种质量不合格的斧子与敌人交战，就会破坏整个军事行动（若临敌，败人军事矣)！”
曹魏太和四年（公元230年）六月，魏明帝发出诏令，令大将军曹真进洛阳朝见皇帝，接替已故大司马曹休的职务，享受“赐剑履上殿，入朝不趋”的特权，以示尊崇。
大司马要比大将军的职位高。现在军中有资历接任空出来的大将军一职有两人：司马懿和张郃。魏明帝心中更倾向于张郃，只是司马懿有平息孟达叛乱的特殊功绩，又是托孤重臣，若执意让与张郃，恐怕朝中非议。于是司马懿从骠骑将军升任大将军。
蜀汉，诸葛亮因为二次北伐斩了王双，紧接着又三次北伐拿了武都、阴平两郡。刘禅亦赶紧借着这两次功劳，给诸葛亮恢复了丞相之位。
曹真成为大司马后，头一件想做的事便是伐蜀。诸葛亮一年多时间三次北伐，无论从战略还是战术角度，总是要反击一次的。于是，曹真上书魏明帝，请求伐蜀。
魏明帝招曹真商议，曹真制定了一个由褒斜道进攻汉中的计划，具体由曹真率主力由褒斜道进攻，再派数路魏军从其他方向进攻，让蜀军无法兼顾，最后在汉中腹地会合，一战至少可收复汉中。
对于曹真的计划，魏明帝拿不定主意，毕竟曹魏还有一个对手孙权，是攻是守，需要全盘考虑。于是，魏明帝找来另一位托孤大臣司空陈群，想听听他的意见。
陈群对曹真拟定的攻击路线明确提出反对。在他看来，曹操第一次走相对较平坦的陈仓道伐张鲁，都已经先到武都收了当地氐人种植的豆麦充作军粮，结果还没打下阳平关粮草就难以为继了。
如果走褒斜道更是艰险难走，转运粮草必然会被蜀军截抄。留更多的兵力保护后勤重地，又必然消耗人力。
陈群的后一个担心不是没有道理，曹操在夏侯渊被斩后亲入汉中，汉中。在陈群看来，褒斜道是连太祖举全国之力都没走通的路，曹真怎么做也不可能超过曹操。
曹叡把这个意见转达曹真以后，曹真也觉得有道理，于是就修改了方案，再上表说改走子午道南下。
这是子午谷在三国战场上第一次被使用。整个子午谷由北段的“子谷”和南段的“午谷”所组成，又称“子午峪”、“子午道”。其中子谷主要借助的是长安八水中“沣水”的上游河谷。
为了控制子午谷与汉水交合的这个枢纽点，魏国在此新设了一个隶属魏兴郡的“安阳县”。
陈群勉强认同这个计划，一是子午谷此前已经被荒废了许久，且没有用在魏蜀战场上过，从这条线路进攻有突然性；二是子午谷南口在魏国控制区对接汉水。与充当司马懿前敌指挥部的西城，分处月河谷地两端。
虽说从西城到安阳，想全程水路的话，船只需要和穿行于大巴山的汉水一起绕个圈子。不过有水道相连，陈群最为曹真所担忧的补给问题就能解决了。即便攻击不利，亦可以陆路就近退入西城，不至于被蜀军切断后路。
曹叡则以圣旨的形式，把这些意见转达给了曹真。于是，由曹魏大司马曹真精心策划的汉中之战开始了。
曹真仍然采用了多路进攻的策略，由他亲自率领出子午谷后直取汉中的南郑。由张郃率领一路从郿县如褒斜道，向南郑方向会合。由司马懿率领一路，由新城郡沿汉水而上，水路并进，向南郑进发。郭淮驻于陇右，由建威进攻武都的这一路必定是由他负责。
曹真伐蜀的消息传到汉中，刚刚修建完汉城和乐城的诸葛亮，也立刻开始进行了针对性战略部署。
一方面，派人通知吴帝孙权，曹魏大军已向汉中方向集结，中线兵力空虚，请孙权在中线、东线两个战场上同时采取行动，至少拖住曹军主力。
诸葛亮亲自率领汉中主力由沔阳（勉县）向东移至赤坂（今洋县龙亭），策应兴势围（今洋县汉王山）和黄金围（今洋县金水镇城山梁），严防曹魏军队从子午道和傥骆道进攻。
另一方面，命令时任尚书令，中都护的李严带两万巴东军到汉中增援，准备在汉中与西城的交界处东西夹击司马懿。
李严的到来，加强了蜀汉在汉中的军事力量。经过反复考虑。向来谨慎的诸葛亮一反常态，决定采用一个极其大胆的战术：千里迂回，奔袭陇右。
诸葛亮为什么会有如此冒险的作战计划呢？分析一下，大概有以下几方面原因：一、此次敌人主力进攻，兵力集中在东面，陇右地区则孤立无援，加之羌人叛乱，有机可乘；
二、骚扰敌人后方，减轻汉中方面军事压力，如果能趁机拿下几个郡县，可为今后继续北伐奠定基础；
三、上次夺取的武都、阴平二郡，使曹魏的陇西郡、南安郡直接暴露在战略前沿，不用走祁山道，从阴平方向就可突入敌人后方。
但此战毕竟是千里迢迢急行奔袭，山高路险，孤军深入，所以要求统兵将领，既要能征善战，又要善于搞好地方及民族关系，依托当地羌人提供军资，解决大军粮草问题。
为了激励魏延，诸葛亮入驻汉中时，魏延还被加封凉州刺史。从这个角度说，武都、阴平，包括郭淮这个魏国雍州刺史的属地，都是魏延的防区。吴懿在刘备称帝后，被加授了“关中都督”的官职，一直在汉中前线。
就这样，魏延、吴懿各领数千精兵，从汉中出发，对魏军开始实施千里大迂回。
对魏延而言，这是一次难得的单独领兵作战机会，心里非常兴奋他带着自己一手训练出来的汉中精锐，出阳平关，向西至下辨，然后向南折向桔柑，沿白龙江并翻越山岭后至临洮，再沿洮河至狄道，然后向东抵达羌人聚集区陇西郡。
这里魏延的军政才能得以发挥，陇西地区的少数民族大力支持魏延，使魏延很快解决了军粮问题，而且后面诸葛亮第四次北伐时得到羌人的大量援助，历史上一般认为也是魏延这次行动所创造的民族和谐政策之结果。
曹真的先锋是夏侯霸，他已经先行抵达兴势围附近。但是很快被蜀汉守军发现，并且遭到了进攻。
形势一度危急，夏侯霸和他的父亲夏侯渊一样，亲自前往一线指挥，希望能够稳定军心。不久后，后续部队赶至，将夏侯霸解救出来，曹真方面初战不利。
司马懿倒是比较顺利的，先是逆游汉水而上，击破了新丰县，并且顺利抵达丹口。
张郃所走的斜谷道，路况原本比子午道要好不少，然而曹真的先锋已经同蜀汉守军交战，张郃竟然还未走出斜谷道。
在公元228年，诸葛亮首次北伐撤军时，赵云沿着斜谷道撤回南郑，在途中烧了百余里的栈道，以此防备曹真派兵追击。后续蜀汉尝试修缮栈道未果，此时栈道可能尚未修复，这也就是张郃所部行军极其缓慢的一个原因。
曹魏与蜀汉双方已经拉开阵势，局部已经发生摩擦，双方互有胜负，眼看着一场大战即将到来。
然而人算不如天算。九月，连续下了三十余日的大雨，伊水、洛水、黄河、汉水都水量暴涨，很多地方冲垮了河堤。使得栈道损坏，极难修复，无论是行军或者粮运都面临着极大考验。
这就苦了秦岭山中行军的魏军，本来道路就不好走，现在到处是水，不停地有滑坡、泥石流，没法休息，冷得要死，吃不好，睡不了，简直如同人间地狱。有人建议撤军，曹真急了，不许。这样的大雨下了长达月余。
同时汉水暴涨，本就逆流而上的司马懿水军，此时也更加难以行进。后续的粮草也由于大雨而难以补给，大军甚至有断粮的风险。
消息传到洛阳，劝魏明帝曹叡撤军的呼声越来越大，华歆、杨阜、王素等大臣纷纷劝谏曹叡。由于大雨影响，前线难有战果、大军有断粮风险、加之反战呼声高涨，曹叡只得下诏让曹真等人撤军。
曹真撤了，张郃、郭淮这两支打辅助的军队当然也都后撤，没有与蜀军接战。司马懿这边再留在汉中无益。真拉锯到冬天，自己带的那些船有可能会撤不回去。
这次魏、吴二将自领兵马前往建威，本来是个很好证明自己能力的机会。结果魏军全面撤军，等于是白去了。吴懿可能会觉得这就等于完成了任务，但魏延却不这么认为。可以说，魏延是憋着一股气去的。
魏延的子午谷奇谋不是说提了一次，而是每次出祁山都要跟诸葛亮提，诸葛亮觉得冒险就一直不给机会。这回倒好，曹真这边倒先走子午谷南征了。
魏延的本性就是比诸葛亮更有赌性，没了子午谷还会找别的道路试。但这次前往建威抵御郭淮，却给了他一个亲身实践的机会。正常情况下，进攻方不管是战败退兵，还是主动退兵，防守方都会有掩杀的冲动。
司马懿在赤阪退兵，诸葛亮倒是没有掩杀。因为司马懿是逆水而上，进军的时候未必快，但退起来却可以很快。掩杀的话，搞不好人没追上，自己还回不来。
郭淮这边是走陆路退的，不存在这个问题。不过魏延却把这次掩杀行动，变成了一次奇袭。陇右的防御中心是两个点，一个是位于渭河谷地中心的冀城；一个是冀城东面的上邽，二者一西一东都属于天水郡属地。
上邽是祁山道与陇关道交接点，也是郭淮的驻地。魏延要是掩杀的话，常规做法是追着郭淮打，在天水境内决战。如果追得快，说不定能一乘势一举拿下上卦和冀城；如果对方后撤时井然有序，甚至预设好伏击圈，魏延也可能掉进去。
以过往的历史战例来说，后一种情况发生的概率更大。然而魏延并没有往天水方向追，而是转向西北方向，寻路去取天水隔壁的南安郡。
一出祁山时，魏延作为主力将领对这条线路并不陌生，郭淮怎么也没想到，诸葛亮带着的主力还在汉中，魏延自己就能来个防守反击，绕到自己后面去。
由石营道绕到渭谷上游去，不管是想拿豲道还是冀城，都是风险很大的孤军深入，完全不是诸葛亮的行事风格。然而于魏延来说，这却不能算是违背军令。
曹魏这次出兵，明确是有打建威和武都这一路的。作为受命阻击的将领，在敌军败退或者撤退时，出兵追击完全在自己的职权范围内。至于是跟着追击，还是换条道去断对方后路，同样也是魏延的权限。
魏延现在是刘禅任命的凉州刺史，魏延这次军事行动，是接受了诸葛亮“西入羌中”的任务。羌中并不是个地名，是用来泛指洮水以西的羌人居住地。
魏延要借这次郭淮主动撤军机会，希望出奇兵拿下南安。再引诱陇西乃至河湟羌人再次起兵反魏。魏延的这个思路和子午谷奇谋如出一辙，都是剑走偏锋，不循序渐进的走常规路线。
最终魏延并没有能展开一场攻城战，而是与魏军打了一场遭遇战。收到魏延绕到自己后方的消息后，已经撤到渭谷的郭淮赶紧领军西入南安。与郭淮一起的，还有时任后将军的费曜。
两军接战的地方被称之为“阳谿”，字面上解释是一条叫阳溪的溪流所在的谷地。如果魏军早做准备，魏延和吴懿的处境是很危险的。毕竟是孤军深入，而且地形很容易设伏。
不过被打个措手不及的其实是魏军。而魏延这边作为主动选择方，又是深入敌境，心理上早就做好随时开战的准备。魏延这次千里行军，其目的不是打仗，而是牵制魏军，减轻汉中作战蜀军的压力。
得到羌人的大力支持后，魏延兵强马壮、粮草丰足，准备对脱离城廓的郭淮、费曜部进行猛烈的攻击。
魏延先让吴懿所部以少数兵力拖住魏军大部队攻击，让郭淮和费曜发现蜀军分兵。吴懿占据了制高点，以长枪方阵和盾牌列阵防守，并用木枪等障碍物插在四周形成简易工事。
费曜负责攻打吴懿，蜀军本来就擅长山地战，而高的地势也能抵消魏军骑兵的冲击力。
魏延所率蜀军势如破竹，打败魏军郭淮后，又回过头来与吴懿合兵一处，夹击魏军，将费曜杀的狼狈逃窜。
阳谿大捷，以魏延、吴懿所统领的蜀汉军队大获全胜而告终，大约斩敌七、八千人，这也是蜀军北伐以来正面作战最辉煌的一次成绩。
虽是大胜，魏延攻占南安，西联羌中的战略任务却没有完成。也就是说魏延在阳谿之战获胜后，并没有再乘胜追击，见好就收的退了回来。这样做是对的，郭淮虽然在遭遇战中落败，回城后再想取胜可没那么容易。
魏延带的是骑兵主力，但是是走路去的没有骑马。因为蜀地山多，走起阴平道比曹魏的军队好多了。
当魏延大军来到羌中时，用直百五铢钱买了羌人的战马，拿到战马更是有如神助，能风卷残云一般掐断陇右兵团的粮道。
当魏延拿到郭淮的船后，装了自己的士兵，把陇右兵团剩下的船一把火焚了，自己带所有的士兵和战马回到了汉中。
阳谿大捷，魏延因战功被封征西大将军、南郑侯，并且拥有假节的权利，其爵位一下子从“亭侯”升到了“县侯”，而且成了除诸葛亮、李严两位托孤大臣外，唯一享有“假节”权力的人；而吴懿也获封左将军、高阳侯。
一场阳谿之战，虽然没有消灭陇右兵团，但是意义颇大。它解除了曹魏在西汉水上游对汉中的威胁，而且在诸葛亮次年四月第四次北伐的时候，陇右兵团因为缺粮，不敢和诸葛亮的蜀军交锋。
蜀汉政权经过几次北伐后，战马的损失比较大，而且很多战马都老死了，魏延这次一次性带这么多战马回来，算是补充了骑兵的生力军。为第四次，第五次北伐能全身而退提供了物质基础。
蜀汉政权经过一场阳谿之战，得到了羌人的支持，离间了羌人和曹魏的关系，在日后的姜维北伐中，提供了不小的支援。使蜀汉能再撑了三十多年。
