警戒阳遂，和诸葛亮在积石相遇。临近平原开战，诸葛亮无法前进，返回到五丈原。碰上有彗星坠落在诸葛亮的营内，宣帝知道他一定会失败，派遣奇兵牵制诸葛亮的后部，斩杀五百多人，活捉一千余人，投降的有六百余人。

当时朝廷认为诸葛亮是侨居江南的远敌，利于速战速决，常令宣帝要持重，以等待其变化。诸葛亮多次挑战，宣帝均不出战，于是诸葛亮送给宜帝女人的衣饰。宣帝大怒，上表请求决战，天子不同意，派正直之臣卫尉辛毗手持符节任军师来制止宣帝。后来诸葛亮又来挑战，宣帝准备出兵应战，辛毗手持符节立于军门，宣帝才罢休。当初，蜀将姜维听说辛毗前来，对诸葛亮说：“辛毗持节前来，敌寇不会再出战了。”诸葛亮说：“他本来就没有出战之意，所以坚决请战的原因，不过是在其兵众面前显示他的勇猛罢了。大将在军中，君命是可以不接受的，如果真能对付我，岂用远隔千里去请战呢!”

宣帝的弟弟司马孚写信请教军事，宣帝回信道：“诸葛亮志向远大而没有机遇，多谋少决断，喜好用兵但没有权，虽然率领十万士卒，但已堕入到我的圈套之中，打败他们必定无疑。”与诸葛亮对峙了一百多天，适逢诸葛亮生病去世，诸将焚烧营垒悄悄逃走，百姓奔走相告，宣帝出兵追击。诸葛亮的长史杨仪反转军旗鸣鼓进军，好像是要迎战宣帝的样子。宣帝认为穷寇不宜追，于是杨仪结阵而去。遇了几天，宣帝来到诸葛亮的营垒，察看他们遣下的东西，缴获了很多图书、粮草。宣帝确定诸葛亮死了，说：“真是天下的奇才。”辛毗认为还不能确定。宣帝说：“军家所重视的，是军事文书和机密、兵马粮草，现在都丢弃了，难道有丢弃了自己的五脏还能活着的人吗？应该马上追击。”关中多蒺藜，宣帝命二千军士穿着软底平跟的木屐前进，蒺藜全扎在木屐上，然后骑兵步兵一起进发。追到赤岸，知道了诸葛亮去世的确实消息。当时百姓对此事编了谚语说：“死诸葛亮吓跑活司马仲达。”宣帝听后笑着说：“因为我善于料知其生，不善于料知其死之故。”

在此之前，诸葛亮曾派使者来，宣帝问道：“诸葛公生活起居怎么样？能吃多少饭？”回答说：“能吃三四升。”然后又问政事，回答说：“凡处罚二十以上的都要亲自过问。”宣帝后来对别人说：“诸葛孔明怎么能活得长久呢!”最后如他所言。诸葛亮的部将杨仪、魏延争权，杨仪杀了魏延，吞并了他的军队。宣帝想乘机进军，诏令不允许。

三年，宣帝升太尉，增加封邑。蜀将马岱入侵，宣童派遣将军生金击退了他们，斩杀一千余人。

武都氐王苻双、强端率领部下六千余人前来投降。

阖东饥荒，宣帝从长安往京师运送了五百万斛粮食。

四年，宣帝得白鹿，献给天子。天子说：“从前且公旦辅佐厘廷，曾进献白雉。现在你管理陕西，又献上白鹿，这难道不是忠诚不二协同顺和，千年同心，共治邦国，使之吉祥万年吗!”

辽东太守公孙文懿谋反时，征调宣帝到京师。天子说：“原本不值得劳烦你，但此事一定得取胜，所以要烦扰你了。你认为他会有什么打算？”回答说：“放弃城池而预先离开，这是上策。占据遥水而抗拒大军，这是中策。坐地镇守塞垩，就肯定会被擒捉。”天子问：“那将有何良策？”回答说：“明察的人能深刻考虑敌我双方，预先有所放弃，遣不是他所能做到的。现在他孤军深入，涉远征伐，肯定不能持久，一定会先占据辽水而坚守，这是中、下之策。”天子说：“往返需要多长时间？”回答说：“去一百天，回一百天，攻打一百天，用六十天作为休整，一年足够了。”

当时正大规模修建宫室，加上军队征战，百姓饥荒凋敝。宣帝正准备用兵，就劝谏说：“从前周公曾营建洛邑，萧何曾修造未央宫，现在宫室尚未完备，这是我的责任。然而自黄河以北，百姓穷苦困窘，内外都有劳役，其势不能同时并兴，应该暂且停止兴造，以解救一时之急。”