建兴六年（228年），诸葛亮率领大军出祁山，诸将认为可以用魏延、吴懿为先锋，但诸葛亮没有听从，选择让马谡统大众在前，结果导致了街亭之败。
建兴八年（230年），曹魏三路大军进攻蜀汉汉中地区，其中两路因大雨退还，此时的魏延也率一支偏师西入羌中、攻击曹魏凉州地区，魏延率领军队行至阳溪一带，遇到曹魏后将军费瑶、雍州剌史郭淮的大军，两军会战，魏延大破费瑶和郭淮。获得大胜的魏延也因此被提拔为前军师、征西大将军，而且授予假节，进封为南郑侯。
建兴九年（231年），诸葛亮第四次北伐，与司马懿对峙。据《汉晋春秋》记载，司马懿使张郃攻王平于南围，自己亲率主力与诸葛亮正面决战。诸葛亮使魏延、高翔、吴班逆战，魏兵大败，获甲首三千级，司马懿还保营。
建兴十年（232年），魏延与刘琰不和，言语虚诞，诸葛亮责备刘琰，刘琰其后作笺道歉。
进献奇计
魏延每次随军北伐，都请诸葛亮给他统领万兵，另走一路攻关中，最后与诸葛亮会师于潼关，如同前汉将领韩信的例子，但诸葛亮一直不许，所以魏延经常说诸葛亮胆怯，恨自己之才不能尽用。依《三国志》补注《魏略》的记载：诸葛亮第一次北伐时，魏延曾在军议上提出建议，因长安守将夏侯楙怯而无谋，故愿自请精兵五千，由子午谷直取长安，并认为夏侯楙一定会弃城逃走，而诸葛亮认为此计悬危而不用。
魏延善养士卒，勇猛过人，但性格高傲，性情极恶，人人都避其锋。唯独杨仪不屑魏延，与他势成水火，甚至有数次魏延拿刀作势要杀杨仪的举动；诸葛亮爱惜二人，费祎也常为二人调解。
惨遭杀害
建兴十二年（234年），诸葛亮第五次北伐，魏延被任为前锋，梦到自己头上生角，问占梦人赵直，赵直说：“夫麒麟有角而不用，此不战而贼欲自破之象也。”退后却对人说：“角之为字，刀下用也；头上用刀，其凶甚矣。”
同年秋天，诸葛亮病情加重，秘密与长史杨仪、司马费祎、护军姜维等作身殁之后退军节度，令魏延断后，如果延或不从命，就随他的便。诸葛亮殁，秘不发丧，杨仪令费祎前往揣摩魏延意图。魏延回答道：“丞相虽然身亡，但还有我呢，怎么能因一个人的死而荒废天下大事呢？再说，我魏延是何人，怎么能受杨仪摆布，做断后的将领呢？”
大军都随杨仪徐徐退却，魏延大怒，日夜兼程，赶在杨仪大军前面，所走过的地方都烧绝阁道。杨仪和魏延都互相上表刘禅说对方谋反，刘禅问侍中董允、留府长史蒋琬，到底是谁想造反，董蒋二人都担保杨仪怀疑魏延。魏延先占据南谷口，率军出击杨仪大军，杨仪命令王平在前抵御魏延。王平骂魏延的先头部队：“诸葛丞相刚刚去世，尸骨未寒，你们安敢如此！？”大军知道错在魏延，不听魏延命令，都鸟兽散了。只有魏延与其儿子数人逃亡，逃到汉中。杨仪派遣马岱追上了魏延并且斩了他，将头颅献于杨仪。杨仪用脚践踏魏延的头颅，并且骂道：“庸奴！你还能再作恶么？”于是诛灭魏延三族。
《三国志》记载：“原延意不北降魏而南还者，但欲除杀仪等。”元代的郝经认为杨仪“以私忿杀大将，罪浮于延”。
以上为《三国志》作者陈寿本传的记载，不过据裴注引《魏略》所记，受诸葛亮托付兵权的是魏延，杨仪因怕魏延趁机相害，所以造谣说魏延要北上投敌，并发兵攻之，然而被诬陷的魏延深恐与战则清白难雪，所以只逃不战，最后终于被追杀。裴松之认为此说法是在曹魏的传言，相比之下，蜀汉陈寿的《三国志》更为可信。
主要成就
随刘备入蜀，与黄忠等统军平定广汉郡，刘备称汉中王后负责镇守汉中。诸葛亮第一次北伐时提出子午谷奇谋。阳溪之战大破郭淮、费曜。诸葛亮第四次北伐时，在诸葛亮指挥下，和高翔、吴班等一同于卤城之战大破司马懿，取得甲首三千的战果。
(本章完)