同年秋天，諸葛亮病情加重，秘密與長(zhǎng)史楊儀、司馬費(fèi)祎、護(hù)軍姜維等作身歿之后退軍節(jié)度，令魏延斷后，如果延或不從命，就隨他的便。諸葛亮歿，秘不發(fā)喪，楊儀令費(fèi)祎前往揣摩魏延意圖。

魏延回答道：“丞相雖然身亡，但還有我呢，怎么能因一個(gè)人的死而荒廢天下大事呢？ 再說(shuō)，我魏延是何人，怎么能受楊儀擺布，做斷后的將領(lǐng)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(guò)的地方都燒絕閣道。楊儀和魏延都互相上表劉禪說(shuō)對(duì)方謀反，劉禪問(wèn)侍中董允、留府長(zhǎng)史蔣琬，到底是誰(shuí)想造反，董蔣二人都擔(dān)保楊儀懷疑魏延。

魏延先占據(jù)南谷口，率軍出擊楊儀大軍，楊儀命令王平在前抵御魏延。王平罵魏延的先頭部隊(duì)：“諸葛丞相剛剛?cè)ナ溃俏春?，你們安敢如此?。俊贝筌娭厘e(cuò)在魏延，不聽(tīng)魏延命令，都鳥(niǎo)獸散了。只有魏延與其兒子數(shù)人逃亡，逃到漢中。

楊儀派遣馬岱追上了魏延并且斬了他，將頭顱獻(xiàn)于楊儀。楊儀用腳踐踏魏延的頭顱，并且罵道：“庸奴！你還能再作惡么？”于是誅滅魏延三族。

《三國(guó)志》記載：“原延意不北降魏而南還者，但欲除殺儀等?！痹暮陆?jīng)認(rèn)為楊儀“以私忿殺大將，罪浮于延”。

以上為《三國(guó)志》作者陳壽本傳的記載，不過(guò)據(jù)裴注引《魏略》所記，受諸葛亮托付兵權(quán)的是魏延，楊儀因怕魏延趁機(jī)相害，所以造謠說(shuō)魏延要北上投敵，并發(fā)兵攻之。

然而被誣陷的魏延深恐與戰(zhàn)則清白難雪，所以只逃不戰(zhàn)，最后終于被追殺。裴松之認(rèn)為此說(shuō)法是在曹魏的傳言，相比之下，蜀漢陳壽的《三國(guó)志》更為可信。