天水、西凉失陷，曹操西线只余长安、安定两郡。关羽大军屯于弘农，截断长安、安定与洛阳的通道。夺得西凉，诸葛亮大军可以集中兵力攻打安定。
西线防守形势变得异常严峻，曹昂忧虑万分，召集各位文武议商对策。司马懿闻听曹昂之言，思忖半天，方才想出一个办法，道：“诸葛亮平定西凉，天水驻军已无后顾之忧，必然会全力攻取安定。安定城中只有五万兵马，贾诩、钟会虽然足智多谋，但是兵力相差悬殊，必非诸葛亮大军对手。诸葛亮大军若是攻克安定，与关羽、姜维两路大军呈合击之势，长安危在旦夕。纵观诸葛亮、关羽、姜维三路大军兵势，以姜维军兵马最弱。长安守兵共十一万，可以与姜维军抗衡。如今可以火速派人赶赴洛阳，让二王子派兵攻打弘农，让关羽军不敢轻出。我统领八万兵马西下攻打汉中，姜维部兼辖下弁、汉中、上庸三郡防务，部下兵马虽然众多，因为分散在三郡，汉中兵力与我部相仿，我等全力相拼，有一半机率可以取胜。汉中势危，诸葛亮必然分军救应，安定之围可以立解。此‘以攻为守’之计。”
司马懿足智多谋，料敌如神，数次料中战局发展趋势，曹昂内心对其甚是依仗，当即采纳其言，派细作绕开弘农大道，急赴洛阳城，请曹丕发兵攻打弘农，牵制关羽大军。
曹昂又与夏侯渊、司马懿细细商议，分派长安、安定两郡兵马。让钟会为主将，贾诩为军师，统领王睿、吕虏、夏侯懋等将五万兵马驻守安定；曹昂统领夏侯渊、夏侯霸、朱隽、司马孚、韩遂等统领五万兵马驻守长安；司马懿为主将，统领王双、李典、于禁、司马师、司马昭等统领六万大军攻打汉中。
吴城之失过后，金旋不可大意，“亡羊补牢，犹时未晚”，命令诸路大军分兵驻守邻近内郡。汉中临近下弁、上庸两郡，姜维让部将王平统领两万兵马驻守下弁，张嶷统领两万兵马驻守上庸，姜维统领魏延、谭雄、李严等将，统领九万大军驻守汉中各地。
长安至汉中路途之中，有一处重要关隘，为两郡必经之地，名曰散关，城防简陋，比营寨略强。姜维因为下弁、上庸两郡防守空虚，担心被司马懿算计，绕开汉中攻击两处内郡。让李严、谭雄两将统领四万大军驻守汉中，与魏延引领五万大军驻扎在散关。
司马懿大军急急赶路的同时，派细作详细打探姜维军的兵力部署。细作探明情况，回报道：“姜维部将李严、谭雄两将统兵四万驻守汉中，姜维、魏延等统兵五万驻守散关。”司马懿闻讯，心中暗喜，心道若是姜维集兵汉中，自己手下兵力不及姜维军，必然难以取胜，如今姜维分兵，兵势已弱，正是进兵良机。
姜维统兵驻守散关，听闻司马懿统兵杀来，让手下士兵加固城防，备下无数滚石檑木，准备迎战曹军。魏延文武全才，因为姜维分兵，以弱势兵马迎战曹军，甚为不解，对姜维道：“我大军如今分兵势弱，以五万兵马迎战曹军六万兵马，势力相当，兵力稍弱，未知伯约为何弃长补短？”
姜维微微一笑，脸上充满朝气与自信，道：“司马懿足智多谋，若是以优势兵力与其交战，其必会避实就虚，或攻击汉中各县，或乘虚攻击上庸和下弁，我军将陷于被动防守。如此引诱其与我部决战。我部人马虽略少于彼军，但是我军装备、武器、士气均高于彼军，决战赢面甚大，况且我等有散关依仗，可守可攻。司马懿虽然老谋深算，我等只要同心协力，必然可以取胜。”
魏延闻言，方知姜维分军示弱，原来其中有许多道理，道：“伯约大才，胜于我多矣。待到两军交战之时，必会追随伯约，拼死击败曹军。”
次日司马懿大军来到城下，扎下大营，稍事休息，随即统领大军来关下挑战。姜维、魏延整兵出战，两军对圆，魏延勇冠三军，相继击败曹将李典、于禁、王双。司马懿见魏延神勇，诸将皆不能胜，统领部下返回大营，潜思破敌良策。
司马懿部下有一特殊兵种，名曰“铁盾兵”，士兵两人配对，一位手持铁盾、短匕，一位手持长枪。其盾大于常盾数倍，主要用于防守。作战时盾兵手持盾牌保护两人身体，长枪兵窥隙挺枪直击伤敌。铁盾在作战不利之时，可以相互相接，如同城垛状，抵挡敌军强弓。此军司马懿已经训成万人，跟随此路兵马征战。
司马懿因为魏延神勇，又欲速战速决，因此决定拿出秘密武器，让铁盾兵出阵。次日，马马懿统兵复到关下挑战，姜维让魏延统领部下掠阵，亲自出阵迎战。姜维谋略出众，武艺高超，几员曹将皆败下阵来，司马懿凭借兵力略盛，统兵杀上。两军混战未有几时，司马懿统领部下回撤，退至铁盾兵阵之时，统领前军进入兵阵。铁盾兵放曹军进入兵阵，迅速合围，将巨盾连接起来。
姜维统领追兵赶到，见铁盾兵环成一个大圆圈，司马懿部下尽退入圆圈内。姜维先让弓兵、驽兵远程射击，驽箭触盾落地，丝毫没有威力。又命步兵冲击，曹军从空隙处发箭射击，伤姜维部下士兵甚众。姜维又使朴刀兵上前攻击，朴刀兵左手持盾，挡住曹军弓箭，右手持刀，冲击敌阵，然而铁盾相连，极其坚固。朴刀兵攻到阵前，盾后长枪兵乘隙而击，朴刀兵刀短，正为长枪所克。姜维见此阵难破，鸣金收兵。司马懿见姜维部退回，统领大兵衔尾杀上，姜维部大败，损折士兵五千余。其后两军又交战几次，司马懿凭借铁盾兵接连小胜。
姜维苦思不得破解之法，使人绘制铁盾兵阵图式报给诸葛亮，自与魏延统领部下固守不战。司马懿部铁盾兵利于防守，进攻却非所长，因此攻打散关不下。
诸葛亮见到铁盾图式，命令亲兵试演其阵，弓兵击敌所远，枪兵击其所近，铁盾防敌弓驽，极尽兵阵所长，顿觉司马懿才华绝不在钟会之下。铁盾中间有数个铁孔，为盾兵窥敌所用，盾与盾相连之际皆为活结，以巧力举盾往上即可破其连接。诸葛亮苦思半日，想出破解之策，派人到散关告知姜维。
姜维阅信大喜，命人也铸铁盾，训练盾兵五百人，又速训飞刀兵数千，仿铁盾圆孔大小制造木塞若干，又使士兵多觅石灰、毒汁等物。诸项准备完毕，姜维、魏延统兵出战，司马懿故伎重施。姜维让盾兵掩护飞刀兵接近铁盾军阵近前，盾兵蹲下，将盾向侧上举起，挡住长枪兵攻击。
曹军长枪兵攻击之时，从铁盾缝隙中露出身影，飞刀兵瞅空发刀伤敌，击伤长枪兵无数。长枪兵不敢露头，飞刀兵趁机用木塞堵住圆孔，挡住曹军盾兵视线。盾兵双眼不能见物，防守能力立下。曹兵用短刃削去木塞，飞刀兵则用石灰、毒汁撒入，弄伤曹兵眼睛。姜维又选力大士兵在交战之时，合力将敌军盾牌上举，曹军铁盾军阵立时解体。飞刀兵乃长枪兵克星，曹军兵阵大乱。姜维、魏延趁机统领大军杀入，曹兵大败，遗下无数铁盾，败回营中。
司马懿大败一阵，整兵再来相战。姜维已将曹军所遗铁盾，略微做些修改，将铁盾小孔加大，安装上一个活门，敌军攻近时将活门关下，铁盾立时无隙可击。又命令强驽兵、飞刀兵、长枪兵分为三个层次，分别攻击敌人远、中、近之兵，每百人中设立一名指挥，安排专门盾兵护卫，驻足高处观看敌军形势，以旗语指挥铁盾兵作战。
散关城防本来薄弱，如今得到铁盾相助，竟然固若金汤。司马懿见精心所炼铁盾，竟然为敌军利用，怒不可遏，统领部下攻击几次，悉为姜维军击退。
司马懿见此情形，明白此关难以攻破，然而内心又甚不甘，欲要绕路西进，又怕姜维军趁机集中兵力，因此有退兵之意。