建兴六年（228年）年冬，诸葛亮为响应东吴而进行第二次北伐。诸葛亮出散关，包围陈仓，攻打二十多天未破，汉军粮尽退军。魏将王双率兵追击，被蜀军击败，蜀军斩杀王双。
在此前的第一次北伐中，汉军首战大捷。由于魏国事先毫无防备，突闻诸葛亮率大军杀来，导致陇右的南安、天水和安定三郡无力抵抗，天水、南安太守甚至弃守城向东逃窜，魏国天水守将姜维、梁绪、尹赏、上官雝等投降诸葛亮，雍州刺史郭淮则退往上邽固守待援。顷刻间陇右五郡（陇西、南安、天水、广魏和安定）有三郡投降了诸葛亮，仅有广魏郡和陇西郡拒不投降。陇西郡太守游楚坚决抵抗。曹魏整个朝廷“朝野恐惧”。
只可惜这么好的机会因为马谡不听劝阻，导致街亭失守，第一次北伐失败。回到汉中，诸葛亮把临阵逃脱、弃士兵于不顾的马谡收狱。不得已以“戮谡以谢众”。上疏曰：“臣以弱才，叨窃非据，亲秉旄钺以厉三军，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，恤事多闇，春秋责帅，臣职是当。请自贬三等，以督厥咎。”於是以亮为右将军，行丞相事，所总统如前。
诸葛亮虽感可惜，但为严肃法度，便斩杀了马谡、张休及李盛，还夺取了黄袭等人之兵权；陈寿（三国志的作者）之父是马谡的参军，因不劝导马谡被处以髡刑；丞相参军、安汉将军李邈为马谡求情，被调回成都。
228年冬天，曹魏将领曹休在石亭被东吴将领陆逊打败，诸葛亮听说魏军大举东进，关中兵力空虚。
于是诸葛亮写信给其兄诸葛瑾言到：“有绥阳小谷，虽山崖绝险，水纵横，难用行军，昔逻候往来要道通入。今使前军斫治此道，以向陈仓，足以攀连贼势，使不得分兵东行者也。”
于是诸葛亮领兵数万出兵陈仓道，包围陈仓。虽然陈仓此时只有千余士兵，但郝昭已筑好防备。
诸葛亮曾派郝昭同乡靳详于城外数次游说郝昭投降，但郝昭坚决拒绝了。诸葛亮便挥军进攻陈仓城。汉军大军进攻，轮番使用云梯、冲车攻城，郝昭便用火箭射云梯，当云梯燃烧时，梯上的人便被烧伤，又以绳绑着石磨，掉下城墙，压毁冲车。诸葛亮便转用井阑在百尺外向城中射箭，掩护士兵用土填平护城河，想直接攀城，郝昭于是建起内墙，令井阑失效。诸葛亮又挖地道，想突袭城中，郝昭又在城内挖下横壕沟，挡下地道。
由于曹魏已经事先在陈仓做好了充足准备，加上陈仓地势险要，易守难攻，相方激战二十余日未有胜负。曹真派费耀等率军来救，魏明帝也召张郃前往迎击诸葛亮。此时汉军粮草不继，又闻讯魏援军快到，只好再退回汉中。在退师途中，成杀死前来追击的魏将王双。
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