公元234年二月，諸葛亮第五次北伐，率大軍出斜谷道，在渭水南岸的五丈原下紮營寨，與司馬懿在渭水對峙。司馬懿帶兵堅守不戰，希望用前幾次的辦法，等待蜀軍糧草耗盡，自然就會退兵。
這次諸葛亮也發了恨，分派兵力在渭水南岸進行屯田，與魏國的百姓同耕同種，準備長期對峙下去。但是到八月份的時候，諸葛亮因為操勞過度，一病不起，而且病情不斷加重。
諸葛亮在病重之際，秘密安排長史楊儀、司馬費禕、護軍姜維等人準備撤軍事宜，命令楊儀、費禕率領各路大軍撤退，以魏延、姜維斷後。在這次撤軍過程中，魏延以謀反之罪被殺。
《三國演義》中的“武侯預伏錦囊計”
又喚馬岱入帳，附耳低言，授以密計；囑曰：“我死之後，汝可依計行之。”岱領計而出。少頃，楊儀入。孔明喚至榻前，授與一錦囊，密囑曰：“我死，魏延必反；待其反時，汝與臨陣，方開此囊。那時自有斬魏延之人也。”
諸葛亮臨終前，向楊儀和姜維安排後事，秘密命令馬岱在魏延身邊潛伏，給了楊儀一個錦囊，裡面寫下了除去魏延的計策。不久諸葛亮病逝，楊儀掌握兵符，派遣費禕持兵符前往魏延營寨傳令。魏延發了一大通牢騷，認為諸葛亮雖然死了，自己還在，自己可以率軍打敗魏軍奪取關中，怎麼能因為一個人的病死，而耽誤軍國大事呢。
認為自己是前將軍、徵西大將軍、南鄭侯，楊儀不配讓自己給他斷後。費禕將魏延的話說給了楊儀聽，楊儀因為有諸葛亮的交代，沒有過多理會魏延，帶領大軍開始撤退，以姜維斷後，開始是秘不發喪，進入斜谷道後發發喪。
魏延看到楊儀率領大軍撤退後，與馬岱商量，率領軍隊向南趕去，準備截擊楊儀。楊儀與費禕率領蜀軍退到棧閣道口時，被魏延追上。魏延率軍攔截去路，並燒燬了棧道。蜀軍在姜維的指引下，從一個名叫槎山的小路走出了棧道。
楊儀擔心漢中有閃失，派遣先鋒何平率三千人先趕往南鄭。何平率軍到達南谷後，被魏延截住，何平大罵魏延及其屬下，“丞相新亡，骨肉未寒，汝焉敢造反！”命令魏延屬下軍士退去，各回各家，等候朝廷的賞賜。
於是魏延手下逃散大半，魏延連殺數人都無法約束，僅有馬岱的三百人紋絲不動。魏延大加感慨，認為馬岱是真心幫助他，有想投奔魏國的想法，但是馬岱勸他奪取漢中自立，魏延就心動了。於是兩人率軍奔南鄭而去，這時候姜維和楊儀已經率領蜀軍主力退到了南鄭。姜維和楊儀商量擊敗魏延退兵的辦法，楊儀說丞相早就料到魏延會反，有錦囊留下。
於是先派遣姜維率軍出城與魏延對陣，楊儀隨後趕到。這時楊儀在戰旗的陰影下，拆開看了諸葛亮的錦囊妙計，心下大喜，對魏延說，諸葛丞相在的時候，就知道你必然造反，你要是有膽量，就在馬上喊三聲“誰敢殺我”，我就把漢中讓給你。魏延聽了大笑，於是就在馬上開始喊了，剛喊第一聲，就被馬岱一刀斬落馬下。
《三國志》中諸葛亮的交代後事
秋，亮病困，密與長史楊儀、司馬費禕、護軍姜維等作身歿之後退軍節度，令延斷後，姜維次之；若延或不從命，軍便自發。亮適卒，秘不發喪，儀令禕往揣延意指。延曰：“丞相雖亡，吾自見在。府親官屬便可將喪還葬，吾自當率諸軍擊賊，云何以一人死廢天下之事邪？且魏延何人，當為楊儀所部勒，作斷後將乎！”
三國志中，魏延本傳的記載，其實和三國演義差不太多，但是有一些細節的地方有些出入。比如諸葛亮臨終的安排，確實是令楊儀、費禕領兵撤回蜀中，讓魏延和姜維斷後，但同時交代，如果魏延不聽從命令，就隨他的便吧。所以從諸葛亮臨終的交代就可以看出，諸葛亮還是很器重魏延的，同時也有保護魏延的意思，並不像演義中說的魏延有反骨，安排後事要除掉魏延。
那麼諸葛亮為什麼這麼安排呢，甚至有點縱容魏延，在軍隊中，將領不服從排程，不管什麼原因，都是大罪的，但諸葛亮的安排是隨他的便吧，這就是很匪夷所思了。
諸葛亮的安排主要有幾個方面的原因：第一個原因，雖然他沒有用魏延的“子午谷奇謀”，但是他還是十分認同魏延的才能的，魏延能夠擔當起未來蜀漢的重任。
第二個原因，蜀漢的將才已經不多了，魏延雖然有點桀驁不馴，但是對於蜀漢是忠心耿耿的，一個姜維是撐不起蜀漢的江山的，魏延和姜維一起，才能守護好蜀漢的江山。
第三個原因，魏延在蜀漢屬於第一代創業期的將領，他是有匡扶漢室，恢復天下的志向的，這是諸葛亮他們這代人的目標。劉禪等蜀漢第二代已經安於三分天下了，留下魏延，就是留下了未來北伐恢復中原的希望，只有魏延和姜維才能繼承他們的遺志。
急於求成，自取滅亡，被楊儀反殺
延遣人覘儀等，遂使欲案亮成規，諸營相次引軍還。延大怒，（才）儀未發，率所領徑先南歸，所過燒絕閣道。 延先至，據南谷口，遣兵逆擊儀等，儀等令何平在前御延。平叱延先登曰：“公亡，身尚未寒，汝輩何敢乃爾！”延士眾知曲在延，莫為用命，軍皆散。 延獨與其子數人逃亡，奔漢中。儀遣馬岱追斬之，致首於儀，儀起自踏之，曰：“庸奴！復能作惡不？”遂夷延三族。
在諸葛亮死後，楊儀、費禕等人開始準備撤退，魏延因為他們不聽自己的，堅持諸葛亮臨終的安排，率軍回撤，非常生氣。於是率領自己本部兵馬，佔據南谷口，企圖擊殺楊儀，奪取兵權。
可能諸葛亮千算萬算，也沒有算到魏延竟然如此無法無天，魏延的這一做法，完全把自己推到孤立面。不聽上峰命令，阻斷大軍歸路，這是什麼樣的罪過，完全有可能致使大軍譁變潰散。
在處理問題時，缺乏大局觀，自取滅亡，是魏延被殺的重要原因。另一個方面，魏延自視過高，向來看不起其他人，蜀漢將領中能入他眼的，沒幾個人。這就導致他和楊儀不和，因為諸葛亮病逝，爭權奪利進入白熱化的時候，基本沒人幫他說話。
魏延佔據南谷後，與楊儀分別上書劉禪，指責對方謀反，劉禪左右為難，拿不定主意，詢問大臣的意見，董允、蔣琬等人都保楊儀而懷疑魏延，說明魏延的人緣有多差。在南谷口所部軍隊逃散後，魏延與兒子向漢中逃跑，楊儀命令馬岱追殺魏延，馬岱追上立即斬殺魏延。魏延在軍中多年，恐怕並不一點交情也沒有，馬岱絲毫不念舊情，更說明魏延人緣差得可憐啊。
但凡馬岱念點舊情，將其生擒，此時劉禪已經派出蔣琬率領宿衛軍趕往漢中，準備押解魏延回成都發落，這樣魏延還是有逃生的機會的，只怪馬岱到太快了。最後，魏延的失敗，也是諸葛亮死後，蜀漢戰略轉變的體現，從諸葛亮臨終的安排，就可以看出，他死後，蜀漢將無法避免地進入戰略防守階段。
但是魏延卻是一個狂熱而堅定的北伐派，他也很難在蜀漢朝堂有立足之地了。另外王朝進入最後階段，無法避免進入政治傾軋中，姜維這種溫和的主戰派都難以立足，更何況魏延呢？所以隨著諸葛亮病逝，蜀漢的北伐也落幕了，魏延並沒有認清面臨的現實情況，認為依靠自己的能力，可以北伐關中。
但卻忘了，諸葛亮死後，蜀軍恐怕已經軍心不穩了，撤軍是唯一的選擇，他卻急於求成，妄想奪取兵權，建立大功，最後自取滅亡了。
