却说提出计策的人，是魏国尚书孙资。曹睿问道：“爱卿有何妙计？”孙资上奏说：“昔日太祖武皇帝收服张鲁时，历经艰险才成功，曾对群臣说：‘南郑之地，简直是天然牢狱。斜谷道五百里全是石穴，并非适合用兵之处。’如今若调动全国兵力伐蜀，东吴必定趁机入侵。不如用现有兵力，分派大将据守险要之地，养精蓄锐。不过数年，魏国国力日盛，吴、蜀两国必自相残杀，到时再图谋进取，岂不是胜算更大？请陛下裁决。”曹睿转而问司马懿：“此论如何？”司马懿奏道：“孙尚书所言极是。”曹睿采纳建议，命司马懿分派将领镇守险要，留郭淮、张合驻守长安，大赏三军后，车驾返回洛阳。
却说诸葛亮回到汉中，清点军士时发现唯独不见赵云、邓芝，心中十分担忧，便令关兴、张苞各率一军前往接应。二人正准备出发，忽报赵云、邓芝率军返回，不仅未折损一兵一骑，就连辎重物资也毫无遗失。诸葛亮大喜，亲自率领众将出城迎接。赵云慌忙下马伏地说：“我乃败军之将，怎敢劳烦丞相远迎？”诸葛亮急忙扶起，握着他的手说：“是我不识贤愚，才导致如此惨败！各处兵将都有损失，唯有子龙部完好无损，这是为何？”邓芝禀告道：“我先引兵撤退，子龙独自断后，斩杀敌将、立下战功，敌人惊惧，因此军资器物才得以保全。”诸葛亮赞叹：“真是猛将！”于是取来五十斤黄金赏赐赵云，又取一万匹绢帛犒赏其部卒。赵云推辞说：“三军未立尺寸之功，我等皆有罪过；若反而受赏，便是丞相赏罚不明。请暂且将财物入库，等入冬后再赏赐诸军不迟。”诸葛亮感叹道：“先帝在世时，常称赞子龙的德行，今日果然如此！”从此对赵云更加敬重。
忽然报马谡、王平、魏延、高翔返回。诸葛亮先唤王平入帐，责备道：“我命你与马谡一同镇守街亭，你为何不劝谏他，致使酿成大祸？”王平答道：“我再三劝说，要在当道筑城安营，参军却大怒不从，我因此自率五千军在离山十里处下寨。魏兵突然杀至，将山四面合围，我引兵冲杀十余次，都无法突围。次日蜀军土崩瓦解，投降者无数。我孤军难支，便向魏延求救，中途又被魏兵困在山谷中，我拼死杀出。等回到营寨时，已被魏兵占据。投奔列柳城时，遇上高翔，于是分兵三路去劫魏寨，指望收复街亭。因见街亭并无伏兵，心中生疑，登高远望，只见魏延、高翔被魏兵围住，我立即杀入重围救出二将，一同退走。我担心阳平关有失，因此急忙回守。并非我不劝谏，丞相若不信，可询问各部将校。”诸葛亮喝退王平，又唤马谡入帐。
马谡自缚双手，跪在帐前。诸葛亮脸色一沉，道：“你自幼饱读兵书，熟知战法。我多次叮嘱：街亭是我军根本。你以全家性命为担保，领此重任。若早听王平之言，岂会有此灾祸？如今损兵折将、失地陷城，全是你的过错！若不严明军律，如何服众？你今日犯法，休要怨我。你死后，你的家人我会按月供给禄粮，不必挂心。”喝令左右将其推出斩首。马谡哭道：“丞相待我如子，我视丞相如父。我的死罪确实难逃，只愿丞相念及舜帝杀鲧而用禹的大义，我虽死也无憾于九泉！”说罢大哭。诸葛亮含泪道：“我与你情同兄弟，你的儿子就是我的儿子，不必多言。”左右将马谡推出辕门之外，即将行刑。参军蒋琬从成都赶来，见武士要斩马谡，大惊高呼：“刀下留人！”入帐求见诸葛亮说：“昔日楚国杀得臣，晋文公大喜。如今天下未定，却诛杀智谋之臣，岂不可惜？”诸葛亮流泪答道：“昔日孙武能制胜于天下，正因执法严明。如今天下纷争，战事初起，若再废弛军法，如何讨伐逆贼？马谡合当斩首。”片刻后，武士将马谡首级献于阶下，诸葛亮大哭不止。蒋琬问：“如今幼常已伏军法，丞相为何还哭？”诸葛亮道：“我并非为马谡而哭。想起先帝在白帝城临终时，曾叮嘱我：‘马谡言过其实，不可重用。’如今果然应验，我深恨自己识人不明，追思先帝遗言，因此痛哭！”大小将士听了，无不落泪。马谡时年三十九岁，这年正是蜀汉建兴六年夏五月。
后人有诗感叹道：“街亭失守罪责深重，可惜马谡空谈兵法却误国误军。辕门前依法斩首以严明军纪，诸葛亮拭泪之际仍追思先帝的知人之明。”
诸葛亮斩了马谡，将首级遍示各营后，用线缝在尸身上，备棺安葬，亲自撰写祭文祭奠，并对马谡家小多加抚恤，按月供给禄米。随后，诸葛亮亲自起草表文，令蒋琬上奏后主，请求自贬丞相之职。蒋琬回到成都，入见后主，呈上诸葛亮的表章。
后主拆开表章阅读，只见上面写道：“臣本是平庸之才，勉强占据丞相之位，亲掌军事大权，以激励三军将士。却不能整训法规、严明军纪，临事不够谨慎，以至于发生街亭违背命令的过失，箕谷有轻敌的过错。罪责全在臣下，因臣用人不当。臣明知其人不可用却未能洞察，处理事务多有昏聩。《春秋》记载，兵败由主帅承担责任，臣自当领受此责。请求自贬三级，以督促自己改正过失。臣不胜惭愧，俯伏待命！”后主看完表章后说：“胜败本是兵家常事，丞相何必如此自责？”侍中费祎上奏道：“臣听说治理国家必须以推行法令为重。如果法令不能执行，如何使众人信服？丞相此次兵败，主动自贬官阶，正是理所应当。”后主听从建议，下诏贬诸葛亮为右将军，行丞相事，照旧总督军马，命费祎持诏前往汉中。
诸葛亮接受诏命贬降后，费祎担心他心中羞愧，便上前称贺道：“蜀中百姓得知丞相此前攻取四县，都深感欣喜。”诸葛亮脸色一沉，道：“这是什么话！得而复失，与未得无异。你以此贺我，实在令我羞愧！”费祎又说：“近来听说丞相得姜维，天子十分高兴。”诸葛亮怒道：“兵败退军，不曾夺得寸土，这是我的大罪！即便得到一个姜维，对魏国又有何损？”费祎再问：“丞相现统率数十万大军，可否再次伐魏？”诸葛亮说道：“从前大军屯驻在祁山、箕谷时，我军兵力多于敌军，却不能攻破敌人，反而被敌军击败。根源不在于兵力多少，而在于主将的指挥。如今我打算精简兵员、裁撤将领，严明赏罚、反思过失，为将来谋划灵活变通的策略。如果不这样做，即使兵力再多又有什么用呢？从今以后，各位若有深谋远虑为国家着想的人，尽管批评我的过失，指责我的不足，这样大事才能平定，贼寇才能消灭，功业才能指日可待。”费祎和众将领都对他的这番话心悦诚服。之后，费祎便返回了成都。
诸葛亮在汉中爱护军士、体恤百姓，一面整训士卒、研习作战方法，一面制造攻城和渡河的器械，囤积粮草，预备战船，为日后北伐做足准备。魏国细作探知此事，密报洛阳，魏主曹睿闻讯，立刻召见司马懿商议攻灭蜀汉之策。 司马懿奏道：“此时不宜攻打蜀国。目今天气酷热，蜀军必然不会出兵；我军若贸然深入蜀地，敌军只需据守险要地势，我军便难以攻克。”曹睿忧虑道：“若蜀军再次来犯，该如何应对？”司马懿胸有成竹地说：“臣料定诸葛亮此次必效仿韩信‘暗度陈仓’之计。臣举荐一人前往陈仓道口筑城防守，可保万无一失。此人身高九尺，臂长如猿，精于射箭，又深谙谋略，若诸葛亮来犯，此人足可抵挡。” 曹睿大喜，忙问：“此人是谁？”司马懿答道：“乃太原人，姓郝名昭，字伯道，现任杂号将军，镇守河西。”曹睿采纳了司马懿的建议，加封郝昭为镇西将军，命他把守陈仓道口，并派遣使者携带诏书前往传达任命。