司马懿统领车骑将军张郃、后将军费曜、征蜀护军戴凌、雍州刺史郭淮等，率领精锐的十万中央步骑混合军团去救援祁山。曹魏之所以出动中央军团，是因为其关陇军团已经在此前的阳溪之战中被魏延、吴壹打残。此次诸葛亮的主要目的就是要逼迫曹魏出动中央军团劳师远征，既消耗其国力，又寻求达到消灭魏军有生力量的目的。曹魏大军从关中出发前往上邽时，张郃向司马懿建议分一部分兵驻守在关中西端的重要后勤基地庸、郿二城，被司马懿拒绝。
【郃欲分兵驻雍、郿。帝曰：“料前军独能当之者，将军言是也。若不能当，而分为前后，此楚之三军所以为黥布禽也。”】司马懿率军迅速赶往上邽，留下四千精锐军队给郭淮、费耀后，自己亲率主力军队，离开上邽，继续驰援祁山而去。诸葛亮得知司马懿大军离开上邽，已往祁山开来，遂留数千军队继续进攻祁山堡，以持续吸引司马懿来救，自己则亲率主力部队经籍口、异道迂回逆奔上邽而去。
司马懿率领大军离开上邽、到达隃麋后，继续往祁山快速前进，但在即将到达祁山时，突然得知诸葛亮主力军队出现在了自己的后方，留在上邽的郭淮、费耀，率领四千精兵去偷袭诸葛亮时，遭遇伏击，几乎被全歼，上邽后勤基地被蜀军端掉，而且蜀汉军队开始抢割陇上的小麦。显然，诸葛亮抢割陇上麦子是以战养战，既是为了给蜀汉军队自己准备粮食，同时也是为了断掉魏军的后备粮食。
想到即将要陷入缺粮困境，魏军将领大感恐惧。司马懿安慰道：“诸葛亮考虑的事情繁多，人又谨慎，他必然先设置营垒确保稳妥，然后再割麦。咱们有两天时间足可以赶到。”于是魏军放弃对祁山的救援，急忙掉头往回赶，经两昼夜紧急行军后，大军抵达上邽之东边，与蜀汉军队隔渭水相遇，双方隔水对峙。但几天后，诸葛亮突然率军撤走。
司马懿跟手下将领得意地说道：“我们来回长途紧急行军，非常疲劳，懂军事的人一定会抓住这个机会。但是诸葛亮却不敢依据渭水应战。这个诸葛亮不难对付！”司马懿率大军在后跟踪而进，追赶了大约八十里路后，在西汉水北岸，又远远地看见了蜀汉军队。由于魏军兵力占据绝对优势，司马懿手下将领纷纷请战，要求直接挥兵攻打，但司马懿未轻举妄动。
【（宣王）遂进。亮分兵留攻，自逆宣王于上邽。郭淮、费曜等徼亮，亮破之，因大芟刈其麦，与宣王遇于上邽之东】【（帝）遂进军隃麋。亮闻大军且至，乃自帅众将芟上邽之麦。诸将皆惧，帝曰：「亮虑多决少，必安营自固，然后芟麦。吾得二日兼行足矣。」于是卷甲晨夜赴之。亮望尘而遁。帝曰：「吾倍道疲劳，此晓兵者之所贪也。亮不敢据渭水，此易与耳。
」进次汉阳，与亮相遇，帝列阵以待之。】【与宣王遇于上邽之东，敛兵依险，军不得交，亮引而还。宣王寻亮至于卤城。】【进次汉阳，与亮相遇，帝列阵以待之。使将牛金轻骑饵之，兵才接而亮退，追至祁山。亮屯卤城，据南北二山，断水为重围。】司马懿让大军列好阵势，做好埋伏，然后派遣手下将领牛金带领轻骑兵去攻击蜀汉军队，意图假装败退以引诱蜀汉军队追击，但是刚一接触，蜀汉军队却突然再次撤走。
【张郃曰：“彼远来逆我，请战不得，谓我利在不战，欲以长计制之也。且祁山知大军以在近，人情自固，可止屯於此，分为奇兵，示出其后，不宜进前而不敢偪，坐失民望也。今亮县军食少，亦行去矣。”宣王不从，故寻亮。】眼看蜀汉军队迅速撤走，张郃向司马懿建议道：“蜀军大老远来进攻陇右，我们应该从长计议，不与他们作战最为有利，况且我们祁山堡的守军已经知道我们大军已到，必然会继续固守，不会轻易放弃。
如此，我们就驻守在这里，然后分出一支奇兵，装作绕道去截断蜀军后路的样子。我们虽然不宜进攻他们，但也不能不逼迫他们，免得让大家小看我们。现在，诸葛亮军队粮食不多，坚持不了多久也将要退走了。”司马懿没有听从张郃的建议，继续率大军追赶蜀汉军队。【（宣王）追至祁山。亮屯卤城，据南北二山，断水为重围。】司马懿大军继续紧急行军七十里左右，途中经过木门道，向南抵达祁山附近之卤城地区，发现蜀汉将领王平正带领一部分军队在西汉水南岸据山驻守，而诸葛亮自己则在北岸依山驻扎。
司马懿随即登上西汉水北岸的山上，不发起进攻，却修筑营寨，与诸葛亮对峙。【既至，又登山掘营，不肯战。贾栩、魏平数请战，因曰：“公畏蜀如虎，奈天下笑何！”宣王病之。诸将咸请战。】司马懿手下的贾栩、魏平等一帮将领纷纷请战，并嘲笑司马懿畏蜀如虎，司马懿很不爱听。但由于此前诸葛亮破坏了曹魏上邽后勤基地，并收割了陇上小麦，使得魏军粮草不足，于是在对峙十多天后，司马懿决定速战速决，向蜀军发起进攻。
