同年秋天，諸葛亮病情加重，秘密與長史楊儀、司馬費禕、護軍姜維等作身歿之後退軍節度，令魏延斷後，如果延或不從命，就隨他的便。諸葛亮歿，秘不發喪，楊儀令費禕前往揣摩魏延意圖。魏延回答道：「丞相雖然身亡，但還有我呢，怎麼能因一個人的死而荒廢天下大事呢? 再說，我魏延是何人，怎麼能受楊儀擺佈，做斷後的將領呢?」
大軍都隨楊儀徐徐退卻，魏延大怒，日夜兼程，趕在楊儀大軍前面，所走過的地方都燒絕閣道。楊儀和魏延都互相上表劉禪說對方謀反，劉禪問侍中董允、留府長史蔣琬，到底是誰想造反，董蔣二人都擔保楊儀懷疑魏延。魏延先佔據南谷口，率軍出擊楊儀大軍，楊儀命令王平在前抵禦魏延。王平罵魏延的先頭部隊：「諸葛公去世，屍骨未寒，你們這些人怎麼敢如此!」魏延大軍知道錯在魏延，不聽魏延的命令，都散了。只有魏延與其子數人逃亡，逃到漢中，楊儀派遣馬岱追上了魏延並且斬了他，將頭顱獻於楊儀，楊儀用腳踐踏魏延的頭顱，並且罵道：「庸奴!你還能再作惡麼?」於是誅滅魏延三族。
《三國誌》記載：「原延意不北降魏而南還者，但欲除殺儀等。」元代的郝經認為楊儀「以私忿殺大將，罪浮於延」。
以上為《三國誌》作者陳壽本傳的記載，不過據裴注引《魏略》所記，受諸葛亮托付兵權的是魏延，楊儀因怕魏延趁機相害，所以造謠說魏延要北上投敵，並發兵攻之，然而被誣陷的魏延深恐與戰則清白難雪，所以只逃不戰，最後終於被追殺。裴松之認為此說法是在曹魏的傳言，蜀漢陳壽的《三國誌》比較可信。
魏延為什麼造反魏延是個將才。但做事急功近利，向諸葛獻計出子午谷出長安就是個例子，這個地方地勢險要，這樣冒進的打法完全是拿將士的身價性命做賭注。需知北上伐魏是老劉與諸葛在隆中對的時候就定下來的國家大計，是要從全盤去考慮的。後來造反就為這件事，可見他心裡完全沒有「君為臣綱」這幾個字的，懷有這樣的思想很危險。魏延愛護士兵，驍勇善戰，也很有軍事才能是毫無疑問的，這是優點.但是他飛揚跋扈，自高自大，是那種給三分顏色就要開染坊的角色。跟同事關係相處得很不好一般人對他是抱惹不起躲得起的態度，不敢得罪他。但是，至少有兩個人不買他的帳，這也造成了他跟這兩人的矛盾極度惡化，一個是劉備的宗親劉琰，一個是諸葛亮的長史楊儀。至於魏延之死，其責任更不在諸葛，這是楊魏爭鬥的結果其主要責任還是在魏延自己，雖然說他反叛確實冤枉。但他在諸葛死後違其遺命，以私憤率先攻楊儀，而士卒不從。皆因他自大狂妄，審時度勢不明，這變相給了楊儀一個機會，使其自取其禍而已。
可以說，魏延造反在一定程度上是被諸葛亮一步步逼反的。當初，諸葛亮每次北伐，魏延都希望能自領一支萬人大軍，像當年韓信那樣，與諸葛亮在潼關會合，諸葛亮每次都加以拒絕。於是，就在張郃私下裡抱怨司馬懿怕諸葛亮的同時，魏延也牢騷滿腹地認為"諸葛亮膽小"，使自己奇志難酬。諸葛亮第一次出祁山時，曾有過一個千載難逢的機會，即使不能一舉統一大業，至少有望將長安併入蜀地。當時魏國派駐邊防的安西將軍夏侯茂乃曹操女婿，"素無武略"，"又多蓄妾"，因著與魏文帝曹丕的關係才獲得這一荷守一方重鎮的職位。魏延看準此一機緣，遂大膽向諸葛亮提議道："給我五千人，自帶糧草，循秦嶺以東疾進，不出十日可到長安。膽怯的夏侯茂見我蜀兵天降，必定倉皇而逃。曹丕若想率軍親征，最起碼也得二十天，丞相已可先期到達。這樣，咸陽以西可一舉而定。"今天的公論是：魏延的計劃雖然冒險，但成功的可能極大，因為他對當時敵我形勢及當地特殊地形的判斷都是非常準確的。考慮到後來蜀國滅於魏國之手，乃是由於魏國大將鄧艾採取了相似的"奇險"戰略，諸葛亮對魏延提議的否決，便只能讓我們深感遺憾了。以諸葛亮的才學，是不可能不知道當初魏延的計策是可行的，但她為什麼不執行，我想應該是怕魏延立奇功，影響自己在蜀漢朝中的專權地位。
魏延怎麼死的東漢末年，天下大亂。農民起義和軍閥混戰使東漢王朝的統治搖搖欲墜。這也就是中國歷史上著名的三國時期。風起雲湧的歷史舞台出現了眾多的政治家和軍事家。赤壁之戰以後，蜀漢的先主劉備在諸葛亮的輔佐下，發動了進攻兩川的戰爭。蜀漢著名將領魏延在劉備和諸葛亮的手下，忠心耿耿。東討西殺，多次擔任先鋒的要職。進川不久既被委任為漢中太守。可見劉備是十分信任魏延的。就是這麼一位傑出的軍事將領在征戰一生的晚年，被自己的戰友謀殺掉。筆者喜讀《三國演義》每讀至此，都被深深震撼，不免掩卷歎息。魏延的軍事才能是不容置疑的，對劉備的忠誠和蜀漢大業的摯著也是有目共睹的。魏延為了劉備拚殺一生，到了晚年為什麼自己甚至連累兒子都被謀殺掉呢?提起這一點和諸葛亮的人才觀分不開，諸葛亮的政治才能和軍事謀略在三國時期都是傑出的。千百年來他已經成為了中國人民的智慧化身。但是從《三國演義》的字裡行間，仍不難看出，諸葛亮在用人上比曹操、孫權和劉備都略遜一籌。三國之戰，是人才大戰。關羽、張飛死後，蜀中人才匱乏，到了蜀中無大將，廖化做先鋒的窘境。為什麼會出現這種情況呢?劉備死後，諸葛亮重用馬謖`姜維`揚儀。也就是說，重用自己的親信，有才能的自己人。而對和自己有不同意見的魏延等人則缺乏熱情。
失街亭，斬馬謖，就是一個明顯的例證。魏延在祁山之戰的初期，提出過一個十分大膽的作戰計劃，他建議諸葛亮放棄穩紮穩打、步步為營的一貫戰法。採用繞出子午谷，出斜谷，兩面奇襲長安的計劃。客觀的說這是一個有創意的計劃。如果採用了這個計劃，也許三國的格局就會改變，中國的歷史就會是另一個樣子了。諸葛亮拒絕了，他為什麼會拒絕這個計劃呢?首先魏延的軍事計劃和諸葛亮固有的軍事思想有衝突。他不願意冒險，他不相信魏延，他抑制魏延，就可以給自己培養的繼位人更多的機會。諸葛亮知道自己來日無多，將自己的事業交給自己的學生馬謖、楊儀、姜維等人，才是重要的大事。而此時的魏延，論資格、論能力，都在馬謖、姜維之上。能否將權利和平移交才是諸葛亮考慮的大事。同時，魏延和所有有才華的人一樣，有一個通病，就是驕傲。魏延不能繼承諸葛亮的事業，魏延的才華也就成為了諸葛亮為馬謖、姜維等人掃清接班的障礙。
諸葛亮在安排自己的後事時，交給魏延的助手馬岱一個錦囊妙計，如果魏延謀反，由馬岱謀殺魏延。諸葛亮死後將軍隊的指揮權交給了自己的長史揚儀。病死五丈原。揚儀假傳諸葛亮的遺命，不通知魏延就指揮軍隊撤退，結束了祁山之戰。將魏延的部隊暴露在敵人的打擊之下。其實這裡還有一個不可忽視的人物就是號稱蜀漢四傑的蔣宛和費緯，蔣宛是劉備早就要殺掉的人，在諸葛亮的一再保薦下才留下了一條性命。諸葛亮死後將自己的主要權利交給了他們。費緯在諸葛亮臨終前往來穿梭，做了大量的幕後工作。特別是魏延和揚儀的死都和費緯有著直接的關係。這裡已經有別人的論述，我就不多說了。魏延認為揚儀的撤退是在葬送蜀漢大業。急忙調動軍隊堵截揚儀撤退的大隊人馬，迫使揚儀掉過頭來繼續祁山之戰。揚儀和魏延交替上表劉禪，互相指責對方謀反。結果馬岱按照諸葛亮的生前佈置，謀殺掉魏延。
魏延守漢中，用士兵守住各處關隘，使得敵人無門而入。(結果到了姜維守的時候，他認為這樣雖然守的很好，可是不利與打擊敵人，認為應該先誘敵深入然後圍奸，可惜這樣作了後，結果是導致被「誘進來」的鍾會直接把蜀給滅了。這一次，姜維就如趙括一樣....)建興八年，魏延向西進入羌中，魏後將軍費瑤、雍州剌史郭淮與延戰於陽溪，被魏延大敗，於是魏延陞遷為前軍師、征西大將軍，假節，進封南鄭侯。這裡就要說一下郭淮了，郭淮以軍功官至車騎將軍，現在來講是四大元帥了，陳壽稱其「方策精詳，垂問秦雍」，可見一斑。他少有敗仗，卻被魏延大敗，由此又可見魏延的謀略了。魏延既善養士卒，又勇猛過人，性格有些孤傲，旁人也不敢招惹他，而且此時他的官位，也是一人之下、萬人之上，可偏偏就有個楊儀出來尋事。
這楊儀才是個背叛主子的小人，他背叛荊州剌史傅群而投關羽，關羽又把他推薦給劉備，憑著小聰明和靈活的嘴上功夫，他成功獲取了劉備的賞識，由此也走上了陞遷道路。《三國誌》「先主與語論軍圍計策，政治得失，大悅之，因闢為左將軍兵曹掾。及先主為漢中王，拔儀為尚書。」這一文一武，一個驕傲一個聰明，難免會碰出「火花」來，諸葛亮也為此而鬱悶，卻也改變不了這樣的局面。至於誰對誰錯，我只能說，諸葛亮生前便密指，說楊儀性格「狷狹」。《三國誌·費禕傳》中寫著「值軍師魏延與長史楊儀相憎惡，每至並坐爭論，延或舉刀擬儀，儀涕泣橫集。」這裡很明顯的說明了諸葛並未偏袒楊儀。每次出兵，魏延都請求帶兵萬人，抄小道奪取潼關，就如韓信那樣，諸葛亮卻總是由於謹慎而不允許。魏延總感歎諸葛亮過於小心，而喪失了兵家之爭的先手;也感歎自己的才華用之不盡。於是有人與此便言魏延反心久矣，要知道，魏延的官職有「丞相司馬」，兩漢有司馬(負責軍事)，司空(負責內務)，司農(負責財政)。可見魏延的建議只是作為一個司馬所應該做的。兵法云：「兵者，詭道也!」歷史上凡著名將領無不用兵靈活，需知，戰爭結果是不可預知的，而諸葛亮，卻害怕失利而總是按照常理出牌，也導致總輕易為敵人所看破，然後堅城拒守，讓他屢次無功。雖然我們不能說魏延一定能成功，但不能不說只有奇兵才能出奇制勝。最後，談談最為人注目的魏延叛蜀一事!《三國誌·蜀書·魏延傳》云：「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，軍使自發。」魏延是個將才，決不是帥才。但是僅僅為魏延造反而株殺魏延，也確實說不過去。