正史记载中，诸葛亮从公元228年春至234年冬先后进行了五次北伐，而只有第一次和第四次到达祁山，而不是文学作品中描述的“六出祁山”，正史和文学作品是要区分对待的。
第一次北伐是建兴六年（228年）春。北伐前诸葛亮做了充足的准备，他否决了魏延的“子午谷奇谋”，确立了先攻占陇右的战略，首先他策反了天水，南安，安定三郡，并设疑兵于斜谷，自己率大军攻祁山。后由于马谡未按照诸葛亮出兵前安排，导致咽喉要道街亭被曹魏名将张郃攻破，街亭失守，使蜀军丧失了全部有利形势，三郡得而复失。诸葛亮无奈，引兵退回汉中。
第二次北伐是建兴六年（228年）冬，是诸葛亮为响应东吴而进行的北伐。诸葛亮出散关，包围陈仓，当时陈仓守将郝昭早有防备，蜀军攻打二十多天未破，粮草不济，被迫退军。退军时魏将王双率兵追击，被蜀军击败斩杀。
第三次北伐是建兴七年（229年）春。诸葛亮率兵攻武都、阴平两郡，此两郡原归蜀汉控制，由于街亭失守后被魏军占领。魏将郭淮带兵援救，诸葛亮亲自率军至建威，郭淮撤退，诸葛亮顺利收复两郡。诸葛亮安抚了当地的氐人、羌人，然后留兵据守，自己率军回汉中。
第四次北伐是建兴九年（231年）春。诸葛亮以木牛运粮，包围祁山，司马懿和张郃带兵援救，因李严运粮不继，蜀军终因粮尽退军。退军时司马懿强令张郃追击，张郃追击至木门道，被蜀军射中右膝，伤重病逝。
第五次北伐是建兴十二年（234年）春。诸葛亮率军出武功五丈原，由于司马懿率军在渭水南岸阻击，诸葛亮多次进攻都没有成功，于是决定在五丈原屯田练兵，准备打持久战。当年秋，由于病重诸葛亮在五丈原逝世，蜀军退回汉中，北伐事业从此终止。
五次北伐中，第一次和第五次可称为全面战争，第四次可称为中等规模战争，第二次和第三次可称为小型局部战争。
