姜维看到魏延踏灭了主灯，心中愤怒不已，拔出剑就要杀魏延。孔明赶忙制止道：“这是我的命数该绝，并非文长的过错。”姜维这才收起剑。孔明吐了好几口血，卧倒在床上，对魏延说：“这定是司马懿料到我有病在身，所以派人来刺探虚实。你赶紧出去迎敌。”魏延领命，出帐上马，带兵杀出寨去。夏侯霸看见魏延，慌忙领兵退走，魏延追赶了二十多里才返回。孔明让魏延回本寨把守。
姜维走进营帐，来到孔明的床前问候。孔明说：“我本想竭尽忠诚和力量，恢复中原，复兴汉室，无奈天意如此，我很快就要死了。我平生所学，已经写成书二十四篇，共计十万四千一百一十二个字，里面包含八务、七戒、六恐、五惧之法。我看遍了众将，没有人能传授这些知识，只有你可以传承我的书，千万不要轻视忽略！”姜维哭着跪拜接受。
孔明又说：“我有‘连弩’的制作和使用方法，还没来得及运用。这种弩箭长八寸，一张弩可以发射十支箭，我都画成了图本。你可以依照图纸制作使用。”姜维也跪拜接受。孔明接着说：“蜀中的各个要道，都不必太过担忧，只有阴平这个地方，一定要格外小心。此地虽然地势险峻，但时间长了必定会失守。”
之后，孔明又把马岱叫进营帐，在他耳边低声交代，授予密计，叮嘱道：“我死后，你可以依照这个计策行事。”马岱领命出去。不一会儿，杨仪进来，孔明把他叫到床前，交给他一个锦囊，秘密嘱咐：“我死后，魏延必定会造反。等他造反的时候，你和他对阵，才能打开这个锦囊。到时候自然会有斩杀魏延的人。”孔明把一切都安排妥当，便昏昏沉沉地倒下，到了晚上才苏醒过来，于是连夜上表奏明后主。
后主接到奏报，十分震惊，急忙命令尚书李福，星夜赶到军中探望孔明，同时询问他对后事的安排。李福领命，日夜兼程赶到五丈原，见到孔明，传达了后主的命令。问候完毕，孔明流着泪说：“我不幸中途去世，白白荒废了国家大事，有负于天下。我死后，你们应当竭尽忠诚辅佐君主。国家原有的制度，不能更改，我任用的人，也不可轻易废除。我的兵法都传授给了姜维，他自然能继承我的志向，为国家出力。我的生命已经危在旦夕，马上就会有遗表上奏天子。”李福记住这些话，匆匆告辞。
孔明勉强支撑着病体，让左右扶他上小车，出寨巡视各个营寨。他感到秋风吹在脸上，刺骨的寒冷，于是长叹道：“再也不能上阵讨伐贼寇了！悠悠苍天，为何对我如此绝情！”叹息了许久。回到营帐后，病情越发沉重，他把杨仪叫来，吩咐说：“王平、廖化、张嶷、张翼、吴懿等人，都是忠义之士，久经沙场，劳苦功高，值得委以重任。我死后，所有事情都依照原来的法度进行。退兵的时候要缓缓而行，不能操之过急。你深谙谋略，我就不必多嘱咐了。姜伯约智勇双全，可以负责断后。”杨仪哭着跪拜领命。
孔明让人取来笔墨纸砚，在卧榻上手写遗表，呈给后主。遗表大致内容是：我听闻生死是常理，难以逃脱命运定数。死亡即将来临，我愿竭尽愚忠。臣诸葛亮生性愚笨，遭遇艰难时世，身负重任，掌握军政大权，兴师北伐，却未能成功。没想到如今病入膏肓，生命垂危，不能侍奉陛下到最后，心中遗憾无穷。希望陛下能清心寡欲，约束自己，爱护百姓；向先皇尽孝道，对天下广施仁恩；提拔被埋没的人才，任用贤良之士；摒弃奸邪小人，以淳厚社会风俗。
我在成都的家中，有八百株桑树，十五顷薄田，子弟们的衣食，足够丰足。至于我在外任职，没有别的经营，随身的衣食，都依靠官府供给，不另外谋求生计来增加财富。我死的时候，不会让家里有多余的布帛，外面有多余的钱财，以免辜负陛下的信任。
孔明写完后，又叮嘱杨仪说：“我死后，不要发丧。可以做一个大龛，把我的尸体安放在龛中，在我口中放入七粒米，脚下点一盏明灯，让军中像平常一样安静，千万不要举哀，这样将星就不会坠落。我的阴魂也会起来镇守。司马懿看到将星不坠，一定会心生疑虑。我们的军队可以先让后寨出发，然后一营一营缓缓撤退。如果司马懿来追，你可以布好阵势，把军旗倒过来，擂响战鼓。等他来到，就把我之前雕刻的木像，安置在车上，推到军前，让大小将士分列左右。司马懿看到后一定会惊慌逃走。”杨仪一一答应。
当晚，孔明让人扶他出去，仰望北斗星，遥指着一颗星说：“这就是我的将星。”众人看去，只见那颗星颜色昏暗，摇摇欲坠。孔明用剑指着它，口中念咒，念完咒语急忙回到营帐时，便昏迷不醒了。众将正慌乱的时候，尚书李福又到了，看到孔明昏死过去，说不出话，大哭道：“我耽误了国家大事啊！”不一会儿，孔明苏醒过来，睁开眼睛环顾四周，看见李福站在床前。孔明说：“我知道你又回来的用意。”李福谢罪说：“我奉天子之命，询问丞相百年之后，谁可以担当大任，刚才因为匆忙，忘了询问，所以又回来了。”孔明说：“我死后，可以担当大事的，蒋公琰比较合适。”李福问：“蒋公琰之后，谁可以接替他？”孔明说：“费文伟可以接替。”李福又问：“费文伟之后，谁来接替呢？”孔明没有回答。众将走近一看，孔明已经去世了。当时是建兴十二年秋八月二十三日，孔明享年五十四岁。
后来杜工部写诗感叹：长星昨夜坠前营，讣报先生此日倾。虎帐不闻施号令，麟台惟显着勋名。空馀门下三千客，辜负胸中十万兵。好看绿阴清昼里，于今无复雅歌声！
白乐天也有诗写道：先生晦迹卧山林，三顾那逢圣主寻。鱼到南阳方得水，龙飞天汉便为霖。托孤既尽殷勤礼，报国还倾忠义心。前后出师遗表在，令人一览泪沾襟。
当初，蜀长水校尉廖立，自认为才能和名声都应该成为孔明的副手，常常因为职位清闲，心中怏怏不平，不停地抱怨诽谤。于是孔明把他贬为平民，流放到汶山。等他听说孔明去世，便流着泪说：“我终究要成为被异族统治的人了！”李严听说后，也大哭一场，生病死去。大概是李严曾经指望孔明能重新任用自己，弥补以前的过错，他估计孔明死后，其他人不会重用自己。后来元微之称赞孔明的诗写道：拨乱扶危主，殷勤受托孤。英才过管乐，妙策胜孙吴。凛凛《出师表》，堂堂八阵图。如公全盛德，应叹古今无！
当晚，天地间仿佛都笼罩着哀愁，月色黯淡无光，孔明溘然长逝。姜维、杨仪遵照孔明的遗命，不敢举哀，按照丧葬礼仪把孔明入殓，安置在龛中，派三百名心腹将士守护，随后秘密传令，让魏延断后，各处营寨依次退兵。
司马懿夜观天文，看到一颗大星，呈现赤色，光芒带有棱角，从东北方向流向西南方，坠落在蜀营内，三次坠落又三次升起，隐隐约约还伴有声响。司马懿惊喜地说：“孔明死了！”立即传令出动大军追击。刚出寨门，又疑虑起来：“孔明擅长六丁六甲之术，如今见我长久不出战，所以用这种法术假装死亡，引诱我出击。现在如果追击，必定会中他的计谋。”于是又勒马回到寨中，不再出兵，只让夏侯霸暗中带领几十名骑兵，前往五丈原偏僻的山间打探消息。
魏延在自己的营寨中，夜里做了一个梦，梦见自己头上忽然长出两只角，醒来后心中十分疑惑不解。第二天，行军司马赵直来了，魏延把他请进营帐问道：“早就知道你精通《易经》的道理。我昨晚梦见头上长角，不知道是吉是凶？麻烦你帮我分析一下。”赵直想了很久，回答说：“这是大吉之兆。麒麟头上有角，苍龙头上也有角，这是变化飞腾的象征。”魏延非常高兴，说：“如果真像你说的那样，一定会重重感谢你！”赵直告辞离开，走了没几里路，正好遇到尚书费祎。费祎问他从哪里来，赵直说：“刚刚到魏文长的营中，文长梦见头上长角，让我帮他判断吉凶。这本不是好兆头，但我担心说实话会惹他怪罪，就用麒麟、苍龙的说法来解释。”费祎问：“你怎么知道不是吉兆呢？”赵直说：“角这个字，是‘刀’字下面加个‘用’字。现在头上要用刀，那可太凶险了！”费祎说：“你先不要把这件事泄露出去。”赵直便离开了。
费祎来到魏延的营寨，让周围的人退下，然后告诉魏延：“昨夜三更，丞相已经去世了。临终前再三嘱咐，让将军断后抵挡司马懿，缓缓退兵，不要发丧。现在兵符在这里，你可以起兵了。”魏延问：“那由谁来代理丞相的大事呢？”费祎说：“丞相把所有大事都托付给了杨仪，用兵的机密方法都传授给了姜伯约。这兵符是杨仪下达的命令。”魏延说：“丞相虽然去世了，但我还在。杨仪不过是一个长史，怎么能担当如此重任？他只适合护送丞相的灵柩回川安葬。我自然会率领大军攻打司马懿，一定要取得成功，怎么能因为丞相一人去世就荒废国家大事呢？”费祎说：“丞相留下遗令，让我们暂且退兵，不可违背。”魏延生气地说：“丞相当时要是听我的计策，早就夺取长安了！我现在担任前将军、征西大将军、南郑侯，怎么肯给一个长史断后！”费祎说：“将军的话虽然有道理，但是不可轻举妄动，以免被敌人耻笑。等我去见杨仪，向他说明利害关系，让他把兵权让给将军，怎么样？”魏延听从了他的建议。
费祎辞别魏延，走出营帐，急忙来到大寨去见杨仪，把魏延说的话一五一十地告诉了他。杨仪说：“丞相临终前曾悄悄嘱咐我：‘魏延必定会有叛逆的心思。’现在我拿着兵符去试探他，就是想探探他的心意，如今果然应验了丞相的话。我让伯约负责断后就行了。”于是，杨仪带领士兵护送着孔明的灵柩先行，命令姜维断后，按照孔明的遗令，缓慢地撤退。
魏延在营寨里，一直不见费祎回来回复，心里犯起了嘀咕，就命令马岱带领十几名骑兵去打探消息。马岱回来报告说：“后军由姜维统领，前军大部分已经退入山谷中了。”魏延一听，火冒三丈，怒吼道：“这个迂腐的书生竟敢欺骗我！我一定要杀了他！”接着转头对马岱说：“你肯帮我吗？”马岱说：“我一直都痛恨杨仪，现在愿意帮将军攻打他。”魏延十分高兴，立刻拔营，率领本部兵马往南进发。
夏侯霸率领军队来到五丈原查看，发现一个人都没有，急忙回去向司马懿报告：“蜀兵已经全部退走了。”司马懿一听，顿足说道：“孔明真的死了！得赶紧去追！”夏侯霸劝阻道：“都督不可轻易追击，应当先派偏将前往。”司马懿却坚持：“这次我必须亲自去。”于是，他带着两个儿子一起杀向五丈原，一路上摇旗呐喊。冲进蜀营后，发现里面空无一人。司马懿对两个儿子说：“你们赶紧催兵赶来，我先率军前进。”于是司马师、司马昭在后面催促大军，司马懿自己一马当先，追到山脚下，远远望见蜀兵就在不远处，于是奋力追赶。
突然，山后一声炮响，喊声震天，只见蜀兵全都掉转军旗，敲响战鼓，树影中飘出中军大旗，上面写着一行大字：“汉丞相武乡侯诸葛亮”。司马懿大惊失色。定睛一看，只见中军有几十员上将，簇拥着一辆四轮车出来，车上端坐着孔明，头戴纶巾，手持羽扇，身披鹤氅，腰系皂绦。司马懿惊恐地叫道：“孔明还活着！我贸然进入重地，中了他的计了！”急忙勒转马头往回跑。背后姜维大声喊道：“贼将别跑！你中了我丞相的计策了！”魏兵吓得魂飞魄散，纷纷丢弃盔甲、兵器，各自逃命，自相践踏，死伤无数。
司马懿一口气跑了五十多里，背后两名魏将追了上来，拉住他的马嚼环说道：“都督别惊慌。”司马懿伸手摸了摸自己的头，问道：“我还有头吗？”两名将领说：“都督别怕，蜀兵已经跑远了。”司马懿喘息了好一会儿，神色才稳定下来，睁眼一看，原来是夏侯霸和夏侯惠。于是，他缓缓地拉住缰绳，和这两名将领从小路回到自己的营寨，并派众将带兵四处侦察。
过了两天，有乡民跑来报告说：“蜀兵退入山谷的时候，哀哭声震动大地，军中扬起了白旗，孔明真的死了。只留下姜维率领一千士兵断后。前几天车上的孔明，是个木头人。”司马懿长叹一声：“我能料到他活着时的谋划，却料不到他的死。”因此，蜀地流传着一句谚语：“死诸葛能走生仲达。”后人写诗感叹：长星半夜落天枢，奔走还疑亮未殂。关外至今人冷笑，头颅犹问有和无！
司马懿确认孔明的死讯属实后，又带兵去追赶。追到赤岸坡时，发现蜀兵已经远去，这才领兵返回。他对众将说：“孔明已死，我们都可以高枕无忧了！”于是班师回朝。一路上，看到孔明安营扎寨的地方，前后左右都布置得整整齐齐、井井有条，司马懿赞叹道：“这真是天下奇才啊！”随后，他带兵回到长安，分别调遣众将，让他们各自把守险要关口，自己则回洛阳去面见君主。
杨仪和姜维排成阵势，缓缓退入栈阁道口，然后为孔明换上丧服，发布死讯，高挂招魂幡，全军举哀。蜀军将士们悲痛欲绝，有人甚至痛哭至死。蜀兵前队刚回到栈阁道口，忽然看见前面火光冲天，喊声震地，有一支军队拦住了去路。众将大为吃惊，急忙报告给杨仪。真是：已见魏营诸将去，不知蜀地甚兵来。不知道来的是哪里的军马，且看下文分解。