傾巧，不可信任。但皇帝不聽，任命孟達領新城太守，封侯，假節。魏文帝死後，孟達失寵，蜀丞相諸葛亮即暗中與之通信，圖謀叛魏。諸葛亮恐他言行反覆無常，想促他速叛，知魏興太守申儀和他有矛盾，便派郭模到申儀處詐降，有意泄露其事。孟達聞此泄露，準備馬上起兵。
申儀將此事密告司馬懿後，司馬懿怕他突然發難，給他去信，詳為慰解，信中說：“將軍昔棄劉備，讬身國家，國家委將軍以疆埸之任，任將軍以圖蜀之事，可謂心貫白日。蜀人愚智，莫不切齒於將軍。諸葛亮欲相破，惟苦無路耳。模之所言，非小事也，亮豈輕之而令宣露，此殆易知耳”(《晉書·宣帝紀》)。
孟達得信大喜，猶豫不決。司馬懿則暗中率軍進討，諸將見孟達與吳蜀交接，勸司馬懿先觀而後動。司馬懿說：“達無信義，此其相疑之時也，當及其未定促決之”(《晉書·宣帝紀》)。司馬懿親自率軍日夜兼程前去討伐孟達，八天後抵達新城城下。吳、蜀派出援兵解救孟達，被司馬懿部攔阻於西城的安橋、木蘭塞等地。此前，諸葛亮曾告誡孟達加緊防範，不要上當，孟達寫信給諸葛亮，認為：“宛去洛八百裡，去吾一千二百裡，聞吾舉事，當表上天子，比相反覆，一月間也，則吾城已固，諸軍足辦。則吾所在深險，司馬公必不自來；諸將來，吾無患矣”(《晉書·宣帝紀》)。等到兵臨城下，孟達又寫信給諸葛亮，驚歎：“吾舉事，八日而兵至城下，何其神速也”(《晉書·宣帝紀》)！
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上庸城三麵環水，孟達在城外樹立木柵，加固城防。司馬懿揮師渡水，毀其木柵，直逼城下。太和二年(228年)正月，司馬懿兵分八路攻城，攻十六天，孟達的外甥鄧賢、部將李輔開城投降。魏軍入城，擒斬孟達，傳首京師，俘獲萬餘人。司馬懿回軍，仍駐宛城，獎勸農桑，禁止浮費。南方吏民心悅誠服。
前初，申儀久在魏興郡，專威弄權，擅自借皇帝名義刻製印信，私相授予。孟達被殺之後，申儀自生疑慮。當時各郡郡守見司馬懿克敵製勝，紛紛奉禮祝賀。司馬懿聽之任之，並讓人向申儀暗示。申儀隻好前來祝賀。司馬儀乘機將他收捕，送往京師。
司馬懿又將孟達餘眾七千餘家遷往幽州。不久蜀將姚靜、鄭他等率其部屬七千餘人來降。
當時邊郡新附，戶口不實。朝廷想加以核實，請司馬懿進京，征詢他的意見。司馬懿認為：“賊以密網束下，故下棄之。宜弘以大綱，則自然安樂”(《晉書·宣帝紀》)。明帝又部他吳蜀都該討伐，應該先從何處著手?司馬懿回答說：“吳以中國不習水戰，故敢散居東關。凡攻敵，必扼其喉而摏其心。夏口、東關，賊之心喉。若為陸軍以向皖城，引權東下，為水戰軍向夏口，乘其虛而擊之，此神兵從天而墜，破之必矣”(《晉書·宣帝紀》)。明帝同意他的看法，命他仍舊駐紮宛城。
太和二年(228年)五月，吳鄱陽太守周魴派人送親筆信給曹休，謊稱受到吳王責難，打算棄吳降魏，請求派兵接應。曹休未辨真偽，即率步、騎兵10萬人，去皖城(今安徽潛山)接應。明帝也(治晉陽，今太原西南)命司馬懿率軍向江陵(今湖北江陵)，與曹休相策應。八月，曹休為吳軍大敗，殘部幸得賈逵接應，方得生還。
太和三年(227年)，蜀丞相諸葛亮第三次出兵攻魏，並占據武都、陰平二郡。太和四年(230年)，魏明帝決定興師伐蜀。升司馬懿任大將軍、加大都督、假黃鉞，與大司馬曹真一起伐蜀。
八月，魏明帝命曹真率主力由長安入子午穀，左將軍張郃出斜穀，司馬懿自荊州溯漢水出西城(今陝西安康西北)，將兵分三路會攻漢中。司馬懿從西城開拓道路，水陸並進，沿著沔水逆流而上，直達朐腮，攻克新豐縣，駐軍丹口，後遇雨班師。
太和五年(231年)，二月，蜀漢丞相諸葛亮率軍第四出進攻魏，包圍祁山(今甘肅東南部山地)賈嗣、魏平部，並以木牛流馬運輸糧草。明帝對司馬懿說：“西方有事，非君莫可付者”(《晉書·宣帝紀》)，派他西駐長安，都督左將軍張郃、雍州刺史郭淮等防禦蜀軍。司馬懿留部將費曜、戴陵率4000人守邽(今甘肅天水)，自率主力西救祁山。張郃勸司馬懿分兵駐紮雍、郿兩地，以作大軍後鎮。司馬懿不同意，他說：“料前軍獨能當之者，將軍言是也。若不能當，而分為前後，此楚之三軍所以為黥布禽也。”於是挺進喻麋。
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諸中》誌國三《而。敗大懿馬司說則者後，勝大懿馬司說者前，出看以可
