公元263年冬天，邓艾率精兵奇袭阴平，诸葛瞻带领尚书张遵、尚书郎黄崇等，前往抵抗。大军到达涪县后，盘桓不前。黄崇多次劝导诸葛瞻迅速抢占险要地势，严防魏军进入平原。诸葛瞻没有采纳这一建议，黄崇因此数次痛哭。
趁着诸葛瞻的昏庸，邓艾长驱直入，一下子打垮了蜀军前锋。诸葛瞻不得已退守绵竹。邓艾遣使送信诱降诸葛瞻："你如愿意投降，我一定上表封你为琅邪王。"诸葛瞻大怒，斩杀使者，率军出战。
其时，黄崇也激励将士与邓艾决一死战，从而爆发了蜀汉、曹魏的最后一役一一绵竹之战。因于蜀军同仇敌忾，严阵以待，意欲分兵左右包抄蜀军的邓艾之子邓忠、魏将师纂，均被诸葛瞻打败退回。两人丧气地呈报邓艾："敌人军阵牢固，似难击破！"
邓艾大怒，斥责道："生死存亡，在此一举，天下没有什么牢不可破的东西！"说罢，拔剑欲将两人斩首。邓忠、师纂急忙返身，带领将士自杀式冲锋，此举让刚获胜绩的蜀军猝不及防，仓惶败退。诸葛瞻闻悉此情，悲愤地道："我于内不能除去黄皓，于外不能制衡姜维，进军又不能守护国土，我有三罪，还有什么面目回去呢？"便带张遵等将奋勇向前，欲挽狂澜，但均阵亡。诸葛瞻之子诸葛尚听说军败父死，叹道："我们父子深受国家那么多的恩惠，竟没能提早斩除黄皓，以致今日惨败，还有何面目苛活呢？"于是故意冲入魏军阵营战死。
绵竹失守传至成都，后主刘禅在宦官黄皓唆使下出降，蜀汉灭亡。
公元347年，《华阳国志》作者常璩向西蜀长老考证，听说《三国志》作者陈寿曾经在诸葛瞻手下任职时受辱，所以怀疑陈寿对诸葛瞻的记叙带有贬损成份。
但横说竖论，诸葛瞻统领精兵7万，却不敌几千魏军，故诸葛瞻的军事能力，应该好不到哪去。顺便说一句，诸葛瞻之弟诸葛京，蜀亡后被曹魏迁往河东，不知所终。