蜀兵挑战多日，魏军不出。一日，孔明乘小车，来祁山前渭水边察看地形。到一山谷内，见四面环山，形状如同葫芦，内可容一千人马，葫芦口外又有一小山谷，可容纳四五百人。孔明看了，心中大喜，问向导官：“这是什么地方？”
回答说：“这里叫上方谷，又叫葫芦谷。”
孔明回到营寨，命副将杜睿、胡忠二人，领随军工匠二千人，入驻葫芦谷，制造“木牛、流马”，又命马岱领五百人守住驻扎外谷，叮嘱马岱说：“工匠不准外出，外人不准放入，让杜睿等安心监造木牛流马。”孔明每日来视察指导工匠制造木牛流马。
一日，长史杨仪报告孔明说：“粮米都在剑阁，人夫牛马，搬运不方便，斜谷粮草差不多吃完了，该怎么办？”
孔明笑着说：“我早有筹划，已经叫人制造木牛流马，搬运粮草很方便。”诸将听了，都不肯相信。
过了几日，木牛流马制造完毕，拖出来实验，上山下岭，好像活的一样，众将看了，都拜伏说：“丞相真神人啊！”蜀军见了，都觉得惊奇新鲜。孔明命高翔引一千军士驱赶木牛流马，从剑阁运来粮草，直接抵达祁山大寨。
司马懿坚守大寨不出战，就是等待孔明军中粮尽，探子报告说孔明用木牛流马运粮，司马懿大惊失色，急命张虎、乐林各领五百军士，从小路抄到斜谷背后，抢夺几匹木牛流马回来。两人依令，扮作蜀军，夜里偷偷从小路埋伏在山谷中，等高翔驱木牛流马大部过后，突然从后杀出，蜀兵措手不及，丢下几匹快速逃走。张虎、乐林也不追赶，驾几匹木牛流马回本寨。司马懿看了，果然进退自如，犹如活物一样。大喜说：“你会用这个方法，难道我就不会吗？”
司马懿召集能工巧匠，拆开木牛流马，按照模型一样制造。不到半个月，也造了两千只。和孔明的几乎一模一样，也是奔走自如。司马懿命镇远将军岑威，引一千军士驱驾木牛流马，去陇西搬运粮草。
再说高翔回见孔明，说魏军抢了几匹木牛流马，孔明笑着说：“我正要他们抢去！”众将万分不解！
半月后，探子报告说魏军也用木牛流马运粮。孔明大喜说：“果然不出我所料！”便唤王平吩咐说：“你引一千军，扮作魏军，连夜赶到北原，只说是巡粮军，乘机将护粮军士杀散，驱木牛流马往北原来，魏兵追来，你们便将木牛流马口内舌头扭转，木牛流马就不能行动，之后你们便回。”王平受计而去。
孔明又唤张嶷吩咐说：“你引五百军士，扮作六丁六甲神兵，鬼头鬼身，装扮越诡异越好！一手持剑，一手执黑旗，身挂葫芦，内藏烟火，埋伏在山边，看到木牛流马，将牛马口内舌头扭转回来，便可驱赶木牛流马回来。”张嶷受计去了。
孔明又唤魏延、姜维吩咐：“你两人各引一万军马，去北原寨口接应木牛流马。”又命廖化、张翼各领五千兵截断司马懿救兵。四人遵命去了。
魏将岑威引军驱驾木牛流马，装载粮草，正行走间，前面报告说有巡粮军到，两军合在一处，走不到一里，忽然喊声大震，蜀兵在粮队里杀起，一将大喊：“蜀中大将王平来了！”魏军猝不及防，被蜀兵杀死大半。岑威也被王平突然袭击斩杀，余兵溃散。
王平引兵驱赶木牛流马回来，败军飞报北原寨内，郭淮听说军粮被劫，疾忙引军来救。王平命军士扭转木牛流马口内舌头，收兵便回走。郭淮见军粮还在，命令不要追赶，只要驱驾木牛流马回寨，众军一起驱赶，哪里动得分毫？郭淮惊疑不定，无可奈何之间，两路军杀来，却是魏延、姜维。郭淮败走，魏延、姜维也不追赶，撤军回去。郭淮听探马报告说魏延等回撤，又想回来驱赶木牛流马。忽然山后烟云四起，一队神兵拥出，个个手持旗剑，形状怪异，伸手在木牛流马口里捣鼓一下后，木牛流马立即如风而起。郭淮等魏军见了，大惊失色，以为是神兵下凡，哪里还敢追赶？
司马懿听北原兵败，引兵来救，刚到半路，忽一声喊，两路军从险峻山岭杀出，为首蜀将廖化、张翼。司马懿大惊，魏军慌乱，各自逃散。廖化、张翼一阵大杀，司马懿仅剩单枪匹马往密林间逃窜。
张翼守住后军，廖化当先追赶，看看赶上，司马懿慌不择路，围着一棵大树转圈，廖化立功心切，瞅住时机，一刀往司马懿后脑砍去，司马懿魂飞天外，闪到树后，廖化长刀砍在大树上，急切难以拔出。司马懿快马加鞭，奔出树林，廖化着力拔出大刀，纵马追赶，却不见了人影。只见树林东面，挂着一个金盔，廖化取下金盔挂在马上，一直往东追赶，始终不见踪影。奔出谷口，遇见姜维，一同回到大寨。原来司马懿将金盔挂在树林东面，却反身往西逃走了！
张嶷早驱木牛流马回寨，获得粮米万石！廖化献上金盔，被孔明录为头功！
