这次，诸葛亮准备从陈仓道出兵，这也是当年韩信明修栈道暗度陈仓的典故之处。不过，曹魏方面对此可是有准备的。
诸葛亮第一次北伐失败撤军后，西线总司令曹真认真分析了形势，认为诸葛亮一定会从陈仓再次进攻，于是命在雍凉屡立战功，作战经验丰富的郝昭、另有王生为将，二人率军千余在陈仓筑城守备。
陈仓现在是陕西省宝鸡市辖区，地处八百里秦川西端，查阅相关资料后得知这里距天水约200公里，距西安市170公里，距汉中市200公里，几乎处于三地的中心位置，可见其重要程度。陈仓这里南、北、西三面环山，渭河自西向东从中穿过，地形山、川、平原都有，在此筑城是有远见的，可谓易守难攻。
诸葛亮率军从散关出发，在到达陈仓后立即布置大军将该城包围起来。随后，诸葛亮亲自侦察了解了这座坚城，陈仓守备由宿将郝昭领导，十分严密，诸葛亮对这位将领的经历有一定了解的，再观察陈仓的守备，感觉压力不小。
诸葛亮分析了形势认为一时间难以攻下陈仓，恰巧有郝昭的同乡靳祥在军中，古代对同乡这种情谊还是很看重的，于是就让其在城外远远的喊话劝降郝昭。
郝昭当然知道现在敌众我寡，既然受命守城，家人也在别人手里，自己在这城中有死而已，怎么可能投降！郝昭当即回复靳祥：“你不必多说什么，只有一死而已。你回去告诉诸葛亮，叫他来攻打吧！”
靳祥只得回去把郝昭的原话告诉诸葛亮，诸葛亮明白多说无益，只能开打。毕竟蜀汉这边兵力有数万人，郝昭率领的守军只有千余人，一时间曹魏的援军也无法赶到，就是凭借优势也可以拿下此地！诸葛亮开始命各部准备攻城。
战斗开始时各部以正面进攻的方式攻城，士兵们推着冲车，架着云梯抱着必死的决心开始进攻。一些士兵幸运的来到城下架起云梯，纷纷向上攀爬争夺先登之功，这时噩梦开始了。
郝昭立刻命麾下以弓箭对付意图攻城的蜀汉士兵，当然弓箭可能不足以要了士兵的性命，但是郝昭用的可是秘密武器。这个东西就是火箭，火箭射下之后，不仅士兵被烧死，云梯也很快燃烧起来，滚滚黑烟，焦黑的一片让附近的蜀汉将士也受到震慑，士气受损。
这时其余士兵正以冲车攻击城门、城墙，郝昭士兵以绳索连结石磨从城上砸下，冲车立刻就被砸坏，至于控制冲车的士兵可想而知是什么下场，战场的景象无比恐怖，蜀汉军队只得暂时停止进攻。
身为全军统帅，当然就不能因此退兵，这场博弈才刚刚开始。诸葛亮命各部开始以井阑攻城，井阑是移动箭楼，可攻击城墙上敌军的攻城兵器。士兵又携带土块在井阑掩护之下填平城外沟壑，想要直接攻击城墙之上的守军。
有了这种10米多攻城器具的掩护，城内守军确实被压制住，郝昭在战场多年，很快就想出办法。郝昭命士兵在城内紧急再筑内墙，蜀汉士兵冲入城内也只能被对方消灭，这次进攻又以失败告终。
既然从城上进攻都失败了，那么就试试从城下进攻！诸葛亮又命各部挑选精壮士兵开始挖掘地道，地道挖掘成功后可以直达城内。郝昭应对很快，立刻命士兵挖掘横壕沟，诸葛亮军又徒劳无功。
以多种攻城方法围攻陈仓依旧没有奏效，诸葛亮就以时间换取机会，各部昼夜轮流进攻，一连进攻了二十余日，双方战斗激烈，但是陈仓城依然没有拿下。
曹魏这边在雍凉的兵力不多，一时间难以迅速支援陈仓，而围攻陈仓给曹魏赢得了时间，曹真派遣已任后将军的费曜迅速进军支援郝昭，费曜是与张合一同在街亭击败马谡的将领，在凉州有多年的征战经验。费曜集结军队后，立即向陈仓进发。
曹叡这边又打出了一张王牌，那就是在街亭之战立下大功的张合。曹叡褒奖张合的战功，下诏说：“贼寇诸葛亮率巴蜀之众，遇上了猛虎一般的我军将士，将军身披坚甲、手执利器，攻无不克，朕要嘉奖你的大功，增加你的食邑一千户，连同以前的赏赐共计四千三百户。”
不久，又调张合前往荆州司马懿麾下，司马懿正训练水军准备征吴，后来又传来诸葛亮率军猛攻陈仓城的消息，曹叡立刻召张合进京。曹叡亲自到司隶校尉部河南尹，在此设酒宴款待张合。派遣三万精锐中央禁军其中还有武卫、虎贲二营的勇士护卫张合，临行之前曹叡问张合：“等将军率军到了前线，诸葛亮会不会已经占领了陈仓？”
张合认定诸葛亮孤军深入，所部不会携带太多的粮草，已经不能长久进攻，就回答说：“估计臣还未到前线诸葛亮就已经撤走。臣弯着指头计算，诸葛亮军中的粮草支撑不了十天。”
曹叡连连点头，张合之后立刻率军出发，昼夜赶路前往前线。诸葛亮这边攻打陈仓无果，费曜援军又前来支援，粮草也不济的情况下，只能准备撤退。费曜听说诸葛亮打算撤退后，认为机会难得，就派麾下将领王双率领骑兵追击。
诸葛亮用兵谨慎，一个非常重要的体现就是前进后退很有章法，绝不慌乱。王双率军倒是很快追上诸葛亮的后军，等待王双的是严阵以待的部队，王双的骑兵还没有摆开就遭到诸葛亮军猛攻，王双被当场斩杀，残部拼死逃走，魏军不敢再追击蜀汉军队，诸葛亮率部平安撤回汉中。
229年春天，在准备周全后，诸葛亮第三次率军北伐，诸葛亮以陈式率军攻武都、阴平二郡，现在甘肃成县、文县附近地区，这二郡羌、氐、汉族杂居，魏国统治基础薄弱，郭淮立即率军救援，这时诸葛亮主力开始行动。