诸葛亮北伐中原，是与强敌曹魏对垒决战。魏军自曹操以来，就以讨伐辽东收编来的乌桓骑兵军团作为全军的中坚力量，横行中原，所向无敌，号称“天下名骑”。而北伐蜀军的主体是步兵，骑兵数量本来就不多，加之秦岭的险峻又限制了蜀军骑兵的轻易北上。因此，诸葛亮率大军一旦越过秦岭进入关中，就必须尽快解决如何有效抵御曹魏骑兵对自己的步兵发起强劲冲击的难题。他的解决办法主要有三方面：
一是精心设计连弩等远距离杀伤性武器，尽量提高其远距离的杀伤力。这样在敌军骑兵尚未接近自己的时候，即可造成其大量的伤亡。这些伤亡的人员、马匹，又会对后续的敌军骑兵队伍形成严重的阻塞。
二是在防御的战术上采取多种有效的办法，抵消敌军骑兵的强劲冲击力。现今在勉县定军山一带出土的四刺扎马钉，可以有效刺伤敌军骑兵的马掌。这种构思巧妙的利器，由四支尖锐的铜刺构成，随意抛在地上，总会有三支铜刺在下面形成稳固的三角支撑，而一支铜刺则向上，可以深深刺入敌军骑兵战马的脚掌之中，使得对方战马严重受伤而倒地，马背上的骑兵也会摔下马来遭受伤害。
三是在作战的阵法方面借鉴古代的车战之法以及早已有之的“八阵”阵法，将平时用来运送粮食、物资的车辆队伍，特别是专门制作的重载车辆“木牛”，加以创新性的设计改进，兵装备诸葛连弩，使之在突然遭遇敌方的骑兵时，能够为自己的步兵队伍迅速提供有效的防护和阻击，于是便产生了著名的“八阵图”。
总之，通过以上快速而简便的操作，就能把蜀军以步兵为主的军团，变成一种原始状态的装甲兵团。诸葛亮堪称出类拔萃的军事发明家。
至于为何北伐最后失败其实战争不仅是军事上的较量，也是经济方面，特别是后勤的比拼。蜀汉号称天府之国，农业十分发达，征集军粮并不困难，直到灭亡时，国库内尚有存粮四十万斛。然而军粮容易得，运输却困难。李白有诗云“蜀道难，难于上青天”。诸葛亮北伐时，军队都布置在秦岭北麓的魏国境内，而蜀汉的粮食产地是成都平原以及汉中平原。
要把粮食运到前线，必须翻越大巴山、米仓山、秦岭，山路险峻，难以行走。蜀汉本来人口就不多，诸葛亮一方面要征募军队，用来北伐，还要安排不少壮丁运输军粮。诸葛亮第二次、第四次北伐失败，都是因为军粮不继，被迫撤退的，“亮复出散关，围陈仓，曹真拒之，亮粮尽而还”，“亮复出祁山，以木牛运，粮尽退军”。这可能就是非人力所能逆转，也成为诸葛亮一生的痛。
