Nhân cơ hội nội bộ quân Tào Ngụy rối loạn, Khương Duy lại chiếm đánh Địch Đạo, rồi đánh ra vùng Hà Gian, Lâm Thao. Tướng Ngụy là Từ Chất dẫn quân Quan Trung đến chi viện, hai bên giao chiến ở Hà Gian, quân Thục đại bại, Đãng Khấu tướng quân Trương Nghi bị tử trận, Khương Duy lại vứt bỏ Địch Đạo, rút về Vũ Đô ở phía nam.

Đại thống lĩnh quân Quan Trung là Quách Hoài tử trận, Thứ sử Ung Châu là Trần Thái kế nhiệm. Trấn đông tướng quân của Tào Ngụy là Vô Khâu Kiệm, liên hợp với Thứ sử Dương Châu Văn Khâm nắm binh biến, muốn trả thù cho Hạ Hầu Huyền. Tư Mã Sư dẫn quân thảo phạt. Vô Khâu Kiệm bị bắt, chu di tam tộc. Văn Khâm dẫn quân đầu hàng Đông Ngô. Cũng tháng ấy Tư Mã Sư đột nhiên ngã bệnh từ trần, được Thị lang Chung Hội giúp đỡ, em Tư Mã Sư là Tư Mã Chiêu nắm được đại quyền chính, đảm nhiệm chức đại tướng quân, Lục thượng thư.

Tháng 7 đầu mùa thu, Khương Duy lại chuẩn bị xuất chính bắc phạt, Chinh tây tướng quân Trương Dực ra sức khuyên can hãy nghĩ đến nước nhỏ dân nghèo không nên chinh chiến mãi. Khương Duy không nghe, lại cùng với Quân kỵ tướng quân Hạ Hầu Bá mới đầu hàng và Trương Dực dẫn mấy vạn quân ra Kỳ Sơn. Tháng 8 đánh chiếm Phu Hãn, chuẩn bị lại đánh Địch Đạo.
Tướng quân Trần Thái tổng chỉ huy quân Quan trung tự mình dẫn đại quân ngăn chặn. Thứ sử Ung Châu là Vương Kinh giao chiến với Khương Duy ở Thao Tây; bị Khương Duy đánh cho đại bại, Trần Thái thấy tình thế bất lợi, rút về giữ thành Địch Đạo, mặt khác vội xin Lạc Dương chi viện.

Trương Dực thấy lương thảo bổ sung ngày mỗi khó khăn, ra sức đề nghị rút quân: “Hãy mau dừng lại, không nên tiến nữa, có thể sẽ hỏng mất việc lớn, lại vẽ rắn thêm chân”. Khương Duy không nghe vẫn dẫn đạo quân bao vây thành Địch Đạo.
Chiến bại ở Thao Tây, lại thêm lời hiệu triệu chính trị của Hạ Hầu Bá gửi cho quân Tào Ngụy khiến tình hình Lạc Dương lay động. Tư Mã Chiêu hạ lệnh cho Trưởng thủy Đặng Ngải làm An tây tướng quân, từ Tràng An, xuất phát đến giúp Trần Thái ngăn chặn Khương Duy, lại lệnh cho Thái uý Tư Mã Phu dẫn hai mươi vạn tinh binh đóng giữ Tràng An để làm hậu thuẫn. Kể từ mấy lần Khương Duy bắc phạt đến nay, lần này đạt thành tích cao nhất.
Sau thất bại của Vương Kinh, Trần Thái lập túc dẫn quân chủ lực chạy đến Lũng Tây này, các tướng lĩnh đều cho rằng Khương Duy thế càng lớn, nên tạm tránh đi, đợi quân tiếp viện của Đặng Ngải và Tư Mã Phu đến kịp sẽ lại đối đầu, song Trần Thái gạt đi. Ông ta cho rằng Khương Duy đơn độc thâm nhập, rất muốn đánh mau thắng mau, Vương Kinh lẽ ra nếu kiên trì cố thủ với tường cao hào sâu, lại cậy dũng mãnh tiến hành giao chiến, cuối cùng thất bại; Khương Duy thừa thắng tiến sang Ung Châu đánh chiếm kho lương Nhạc Dương, nếu như để ông ta giành được lương thực ở đấy, ắt sẽ liên hệ với bộ lạc Khương, Hồ, tiến hành chiến thuật trường kỳ, thì Lũng Tây, Nam An, Thiên Thủy, Quảng Ngụy cả bốn quận sẽ bị uy hiếp nghiêm trọng, đối với quân ta là rất không thuận lợi; đạo lý của binh pháp là phải nắm được chỗ mong muốn và chỗ lo sợ của kẻ địch, nay nên tận lực ngăn cản họ sang phía đông, cắt đứt đường rút, ắt sẽ bức quân viễn chinh Khương Duy phải rút lui về.

Bởi thế tự mình dẫn binh mã, dốc hết lực lượng đến chi viện cho thành Địch Đạo đang bị bao vây. Khương Duy thấy Trần Thái dẫn quân đến, có ý muốn đánh ngay, song quân Tào Ngụy có ưu thế nhân hoà và địa lợi, Khương Duy không thuận lợi bằng, lại sợ Trần Thái chia quân cắt đứt đường rút, lại phối hợp với quân trong thành Địch Đạo ba mặt cùng giáp kích, như vậy quân Thục sẽ rất bất lợi; lại thêm được tin đại quân Tào Ngụy sẽ đến tăng viện, bèn hạ lệnh rút về Chung Đề ở giữa Lương Châu và Hán Trung.
Năm sau, tức là năm 256 sau Công Nguyên, vào mùa xuân, Khương Duy chính thức đảm nhiệm chức Đại tướng quân nắm đại quyền quân chính Thục Hán. Thực ra chính sự trong triều đình, cơ hồ đã hoàn toàn rơi vao tay Trần Chi và Hoàng Hạo, Khương Duy nói chung chẳng thể vượt qua, thậm chí vẫn đề hậu cần của quân viễn chinh ở tiền tuyến cũng không đủ sức giải quyết.
Các tướng Quan Trung tuy cho rằng Khương Duy lực lượng đã yếu, không có thể lại dẫn quân ra Kỳ Sơn. Chỉ có Đặng Ngải một mình một ý, ông ta phán đoán Khương Duy động binh nhiều năm song chưa gặp phải thất bại lớn, tuy lương thực bổ sung còn khó khăn, song binh lực khá đầy đủ, lại có bộ tộc Khương, Hồ giúp đỡ, trừ khi sự phòng vệ ở tuyến Ung, Lương có cải thiện về thực chất, nếu không ông ta nhất định sẽ lại mạo hiểm, để tiếp tục chiến lược đánh chiếm Lương Châu của Gia Cát Lượng. Quả nhiên, đến mùa thu, Khương Duy dẫn quân lại ra Kỳ Sơn, song Đặng Ngải đã hoàn chỉnh được việc phòng vệ ở cửa ải Kỳ Sơn. Khương Duy dự tính không đủ sức đột phá, bèn quyết định từ Đông Đình tập kích quận Nam An, chẳng ngờ Đặng Ngải sớm đã tiến vào đường Vũ Thành Sơn xây dựng thành lũy, Khương Duy bị ngăn cản không khỏi cả giận, bèn nhân đêm tối vượt qua sông Vị Thủy sang phía đông, theo đường núi đến Thượng Nhai, Đặng Ngải dẫn chủ lực đuổi theo, hai bên giao chiến lớn ở Đoàn Cốc.

Do đội quân của tướng quân Hồ Tế lạc đường, chưa thể kịp thời đến được chiến trường, quân chủ lực của Khương Duy bị đánh bại, tử vong rất lớn, kể từ chiến dịch núi Ngưu Đầu đến nay, đây là thất bại lớn nhất của Khương Duy khiến lòng người Thục Trung rất dao động. Khương Duy học theo hành vi chiến lược của Gia Cát Lượng sau chiến dịch Nhai Đình, tự xin hạ chức, Lưu Thiện hạ lệnh giáng xuống làm Vệ tướng quân, song chỉ trên danh nghĩa mà thôi.
Trái lại, Đặng Ngải bởi có chiến công lớn được thăng làm Trấn tây tướng quân, đôn đốc việc quân sự ở Lũng Hữu.
Tư Mã Chiêu đảm nhiệm Đại đô đốc, lấy Tư Mã Phu làm Thái phó. Cao Nhu làm Thái úy, phe Tư Mã hoàn toàn nắm đại quyền quân chính Tào Ngụy, họ Tào ỏ triều đình xem ra không còn vai trò gì.

Ở Đông Ngô, Tôn Tuấn chết đột ngột, người em là Tôn Lâm kế tục nắm đại quyền, tháng 11 được thăng làm Đại tướng quân.
Ở chiến tuyến phía đông của Tào Ngụy, tổng chỉ huy là Đại tướng quân Gia Cát Đản, ông ta là bạn thân của Hạ Hầu Huyền. Sau khi Hạ Hầu Huyền chết, Gia Cát Đản rất không yên tâm, lại thêm người con của Giả Quì là Giả Sung, người con của Nhạc Tiến là Nhạc Lâm ra nhập trận tuyến họ Tư Mã, thường vẫn gây áp lực với Gia Cát Đản. Gia Cát Đản bất mãn với Giả Sung và Nhạc Lâm đã a dua, cuối cùng đã trách mắng Giả Sung tại chỗ, lại trừ diệt Nhạc Lâm, mang 10 vạn quân Hoài Nam và Hoài Bắc làm phản, lại đưa con trai là Gia Cát Tịnh sang Đông Ngô làm con tin, yêu cầu Đông Ngô cử binh tiếp viện.
Tư Mã Chiêu dẫn quân thảo phạt Gia Cát Đản. Đông Ngô phái các tướng Toàn Dịch, Toàn Đoan, Đường Tư, Vương Tộ phối hợp với hàng tướng Tào Ngụy là Văn Khâm đến giúp Gia Cát Đản. Khương Duy được tin Tư Mã Chiêu lệnh cho quân Quan Trung chia ra cứu viện cho Hoài Nam, lập tức nhân cơ hội tiến quân ra Tần Xuyên. Ông ta dẫn mấy vạn đại quân qua Lạc Cốc đến Trầm Lĩnh, dự định đoạt lấy kho lương ở vùng Quan Đông, song Đặng Ngải phối hợp với Tư Mã Vọng lấy số ít binh lực cậy hiểm cố thủ. Khương Duy đóng quân ở Mang Thủy mấy lần khiêu chiến Tư Mã Vọng và Đặng Ngải đều làm ngơ, Khương Duy chẳng tìm được cách gì.
Tôn Lâm dẫn đại quân tiếp viện giúp đỡ cho Gia Cát Đản và Văn Khâm lại bị Tư Mã Chiêu đánh bại, quân Gia Cát Đản và Văn Khâm cuối cùng bị quân Tào Ngụy bao vây trùng điệp.
Do thiếu thốn lương thực, Gia Cát Đản và Văn Khâm mâu thuẫn với nhau, Văn Khâm bị giết, người con là Văn Ương dẫn quân đầu hàng Tư Mã Chiêu. Tư Mã Chiêu chẳng những xá tội cho tàn quân của Văn Khâm, còn cho Văn Ương và người em là Văn Hổ làm tướng quân. Tàn quân trong thành nghe tin cơ hồ đều đứng lên làm phản, Gia Cát Đản bị thuộc hạ giết chết.
Khương Duy nghe nói Tôn Lâm và Gia Cát Đản đều bị Tư Mã Chiêu đánh bại, lại sợ quân Tào Ngụy thừa thắng đến đánh Thục Hán, lập tức rút quân về Thành Đô, bố trí lại phòng ngự.
Tư Mã Chiêu lần này giành được toàn thắng là nhờ được Chung Hội vạch kế hoạch. Chung Hội bởi thế mà được trọng dụng. Người bấy giò xem như là đại quân sư Trương Lương đời Hán ngày xưa. Tư Mã Chiêu lấy quân công mà tấn phong Tướng quốc, được hưởng lộc Cửu Tích, quyền quý có thế ví với Tào Tháo đời Hán Hiến đế.
Tôn Lâm phế bỏ Ngô chủ Tôn Lượng, đón Lang nha vương Tôn Hưu đưa lên làm Ngô Vương.

Tháng 12 Tôn Hưu được sự giúp đỡ của người con Trương Chiêu là Trương Bố, đánh giết được Tôn Lâm, nắm lại được đại quyền Đông Ngô.

Năm sau Thượng thư lệnh Trần Chi kết bè cánh với Hoàng Hạo làm suy bại không khí chính trị triều đình Thục Hán đã từ trần, được sự tiến cử tích cực của Khương Duy, Lưu Thiện lấy Đổng Quyết làm Thượng thư lệnh, người con của Gia Cát Lượng là Gia Cát Chiêm làm phụ tá, tăng cường cách tân và chỉnh đốn chính trị song cũng đã muộn, thành tích không được rõ ràng. Năm đó để chỉnh đốn nội bộ, Khương Duy tự mình ở lại trấn giữ Thành Đô, không động binh với bên ngoài.

Năm sau tức là năm 260 sau Công Nguyên, vào mùa hạ, tướng quốc Tào Ngụy là Tư Mã Chiêu tự phong là Tấn Công. Ngụy chủ Tào Mao có âm mưu bãi truất quyền hành của Tư Mã Chiêu, lại bị một viên tướng bên phe Tư Mã Chiêu ám sát, Tư Mã Chiêu hạ lệnh trừng phạt bè đảng Tào Mao, đón Hương công Tào Hoán làm Ngụy chủ, gọi là Nguyên đế.
Tháng 10 đầu mùa đông, Lưu Thiện lấy Đổng Quyết làm phụ quốc đại tướng quân, Gia Cát Chiêm làm Vệ tướng quân, cùng lĩnh chức Lục thượng thư, lại lấy Thị trung Phàn Kiến làm Thượng thư lệnh. Ba người tuy một lòng vì đại sự, song bè đảng của Trung thường thị Hoàng Hạo đã mạnh, có nhiều sĩ đại phu hùa theo. Đổng Quyết với Gia Cát Chiêm, Phàn Kiến tâm có dư mà lực không đủ, nên việc cách tân không đạt hiệu quả tốt đẹp.
Qua hai năm chuẩn bị, tháng 8 năm 262 sau Công Nguyên, đại tướng quân Khương Duy lại chuẩn bị bắc chinh lần nữa. Tướng quân Liêu Hoá cho rằng Thục Hán đã không còn thực lực, chỉ nên tăng cường bố phòng, không nên xuất chinh.
Khương Duy bởi xung đột với Hoàng Hạo ngày càng lớn không muốn ở lại Thành Đô, nên vẫn kiên quyết xuất quân. Đương nhiên Khương Duy biết rõ việc hậu cần của quân Thục Hán kém, sức tác chiến đã thoái hoá, bởi thế đã lựa chọn vùng Thao Dương phòng thủ yếu kém làm mục tiêu tấn công. Chẳng ngò Đặng Ngải lại dùng chiến thuật phòng thủ không sơ hở, Khương Duy bất đắc dĩ phải giao chiến với quân chủ lực của Đặng Ngải ở Hầu Hoà, tình hình lúc đầu không thuận lợi, Khương Duy phải rút quân về Đạp Trung.
Hữu tướng quân Dương Vũ với Hoàng Hạo có âm mưu muốn phế truất chức của Khương Duy. Khương Duy thì đề nghị giết Hoàng Hạo, hậu chủ Lưu Thiện vẫn mơ hồ một mực làm ngơ. Khương Duy sợ bị Hoàng Hạo hãm hại bèn lập đồn điền ở Đạp Trung không dám trở về Thành Đô.

Tư Mã Chiêu tiếp thu đề nghị của Chung Hội quyết định chủ động tấn công Thục Hán, lấy Chung Hội làm Chinh tây đại tướng quân. Đô đốc quân đoàn Quan Trung. Đặng Ngải tuy không tán thành, song triều đình đã hạ lệnh cũng đành phải nghe theo. Khương Duy được tin mật báo Tào Ngụy cử đại binh thâm nhập, lập tức đề nghị với Lưu Thiện cho Trương Dực giữ cửa ải Dương An, Liêu Hoá giữ đầu cầu Âm Bình, còn mình thì ở tiền tuyến Đạp Trung chống đỡ. Song kế hoạch phòng bị này vẫn bị Hoàng Hạo ngăn cản, Lưu Thiện và Đổng Quyết đều không được biết rõ.