蜀汉后主刘禅在位时，诸葛亮总揽军、政事务，勋劳卓著，现概述如下：
（一）外交方面
诸葛亮要集中力量对付主要敌人曹魏，认为必须和孙吴结盟。因此在建兴元年（223）十一月派中郎将邓芝出使吴国。次年，孙权派辅义中郎将张温入蜀答礼。其后两国使者频繁来往，并在对魏作战时一再互相出兵配合。
（二）内政方面
诸葛亮实行以法治国。入蜀之初，他和法正、刘巴、李严、伊籍等共同制订“蜀科”（法律），作为论狱决刑的依据。他执法严明，不徇私情。被他惩办的人，有的是皇亲国戚，如刘备养子、副军将军刘封；有的是身边亲信，如参军马谡、丞相府长史向朗；有的是大臣要员，如都乡侯骠骑将军李严、长水校尉廖立；有的是高门显族，如治中从事彭羕、辅军将军来敏，均按罪情轻重，分别处以死刑、削爵罢官远徙、罢官、令其自新后起用，做到量刑有准，执法有据。他有时处事不当，随后也引咎自责，这就令人心服。因而蜀汉官员一般都能按章办事，奉公守法。尽管他偶因政治需要，在执法中也有过宽或过严的失误，可这并非主流。
诸葛亮任人唯贤，不限资历门第，量才录用。例如张嶷（yí）“出自孤微，而少有通壮之节”，被任为越嶲（xī，郡治在今四川省西昌市境东南）太守；王平“所识不过十字”，能沉着应战，被任为讨寇将军，封亭侯；杨洪原是犍为（郡治在今四川眉山彭山东）功曹，“忧公如家”，被任为蜀郡（郡治在今四川省成都市）太守。至于董和、黄权、李严等均为刘璋部属，吴懿、费观等原是刘璋姻亲，李恢、张冀、马忠、张裔等并非故旧，刘巴初时不愿归附刘备，姜维从曹魏投奔而来，他都委以显任。他的主要助手蒋琬、费祎、董允都具有开明的政治品质和朴实的工作作风。他鼓励属下推荐人才，广汉（郡治在今四川省广汉市）太守姚伷就因推荐文武人才受到赞许。所以当时“西土咸服诸葛亮能尽时人之器用”。
诸葛亮为了励精图治，广泛听取不同意见，择善而从，并要求别人批评他的缺点。他先后发表了《与群下教》《又与群下教》《与参军掾属教》《劝将士勤攻己阙教》，态度真诚恳切。他严格要求自己，一切以身作则，遇事亲力亲为，平素清廉自守，以“忠勤”和部属相勖勉。经常批阅公文而“汗流竟日”，连罚二十杖以上的案件都要过问。讲究实际，注重实效，反对浮华虚伪的腐败作风，因而蜀汉吏治比较清明，这从农民起义的次数就可看出：刘备取得益州至刘禅降魏，其间四十八年（215—263），魏国发生十二次，吴国发生二十三次，而蜀汉只发生两次。
（三）经济方面
诸葛亮当政时，蜀汉出现了“田畴辟，仓廪实，器械利，蓄积饶”的繁荣景象。在农田水利上，设置“堰官”，专派一千二百人维修都江堰，以便利灌溉；把成都附近荒地交给人民耕种；招募五千人到汉中屯田；并在渭水南岸实行军屯，因而农业有所发展。在手工业上，设置“锦官”，鼓励养蚕织锦，蜀锦远销魏、吴，成为重要财源；设置司金中郎将，提高冶炼技术，专管武器、农具和手工业工具的制造；他亲自改进“连弩”（一次能连发十支箭的弓），创造“木牛”（人力独轮车）、“流马”（人力四轮车），以便利运输；设置司盐校尉，发展盐业生产。在商业上，实行盐、铁官营，“利入甚多”；铸造值百钱；物价平稳，货用充足，境内贸易也较发达。此外，积极开发西南少数民族地区（今贵州、云南和四川南部），“军资所出，国以富饶”。
（四）军事方面
刘备去世后，建兴元年（223），蜀汉南部的牂牁（郡治在今贵州省凯里市西北）太守朱褒、益州（郡治在今云南昆明晋宁东）大姓雍闿、越嶲（xī）郡叟族首领高定同时叛乱。诸葛亮初时采用安抚政策，毫无效果。为解除后顾之忧，他在建兴三年（225）三月统领大军南征。由门下督马忠率东路军，从僰 道（今四川省宜宾市境）直指牂牁郡，很快就消灭朱褒。由庲（lái）降都督李恢率中路军，从平夷（今贵州省毕节市）前往益州郡，在昆明与雍闿鏖战，取得大胜。诸葛亮亲率主力西路军，从安上（今四川省屏山县）前往越嶲，敌人在旄牛（今四川省汉源县）、定笮（今四川省盐源县）、卑水（今四川省昭觉县境，一说在会理县）等地设防，诸葛亮初战告捷，俘虏高定妻子，想以此迫降，高定纠集残部进行“死战”时被杀。雍闿则为高定部下加害，余众由孟获统领。五月，诸葛亮渡过泸水（金沙江），三路军队会师滇池，活捉孟获。在交通不便的情况下，只用四个月便平定了一场三年之久的叛乱，用兵可谓神速。至于七擒七纵孟获之事，陈寿《三国志》没有记载，仅见于晋朝习凿齿《汉晋春秋》及常璩《华阳国志》。清朝官修《通鉴辑览》认为这种记载是“直同儿戏”。
从建兴五年至十二年（227—234），诸葛亮六次对魏作战。第一次在建兴五年三月，他率领十万大军进驻汉中，出师前发布《为后帝伐魏诏》，并向后主刘禅呈上《出师表》。次年春，扬言从褒斜道（褒水、斜水河谷）直捣长安，其实只派镇东将军赵云、扬武将军邓芝为疑兵，进据箕谷（在今陕西省太白县），主力却北出祁山（今甘肃省西和县祁山堡），想夺取陇右，然后以高屋建瓴之势夺取长安。当时陇右的天水、南安、安定三郡（均在今甘肃省东部）叛魏附蜀，魏国朝野震动，魏明帝曹叡亲往长安，急令大将军曹真调动关右诸军屯守郿县（在今陕西汉中南郑南），以主力堵截赵云、邓芝；另派右将军张郃领兵五万驻防陇右。这时诸葛亮误用参军马谡为先锋，马谡善谈兵法，缺乏实战经验，临时举措失当，在街亭（今甘肃省庄浪县境）被张郃打败，以致全线动摇，只好退兵回蜀。诸葛亮自请贬官三级，以右将军代理丞相，积极休整，准备再举。
第二次在建兴六年（228）冬。这年五月，魏军进攻吴国，诸葛亮乘关中空虚之际，在十二月领兵数万围攻陈仓（今陕西省宝鸡市东），相持二十多天，魏国援军将至，诸葛亮粮尽退兵。魏将王双恃勇追击时被蜀兵所杀。
第三次在建兴七年（229）春，诸葛亮派部将陈式进攻武都（郡治在今甘肃成县）、阴平（郡治在今甘肃文县），亲统大军西上策应。魏将雍州刺史郭淮从陇西进击陈式，诸葛亮率军前往建威（今成县西），郭淮退走。从此蜀汉取得武都、阴平二郡，诸葛亮因功恢复丞相职务。
第四次在建兴八年（230），魏国大司马曹真、大将军司马懿、征西车骑将军张郃进攻蜀汉的汉中地区，因大雨三十多天，栈道断绝，诸葛亮镇守成固（在今陕西省城固县），魏军知难而退。诸葛亮随即派兵西入羌中，在阳溪（今甘肃省东部）重创魏国后将军费瑶、雍州刺史郭淮。
第五次在建兴九年（231）二月，诸葛亮出兵祁山，用“木牛”运输。魏国由司马懿统率诸军前来抵御，他带领张郃、郭淮等主力援救祁山，派费曜、戴陵防守上邽（guī，今甘肃省天水市）。诸葛亮避实击虚，直捣上邽，司马懿急令郭淮回救上邽。因费曜、郭淮等被击败，司马懿便在上邽之东凭险固守，诸葛亮求战不得，退军卤城（今甘肃省甘谷县东）。司马懿尾追不舍，并派张郃进攻祁山之南的蜀汉讨寇将军王平，王平坚守不战，张郃无法得逞。诸葛亮回师反击，大败司马懿。就在这时，李平（原名李严）运送军粮因雨误期，竟假传圣旨，令诸葛亮退兵。司马懿派张郃乘机追击，张郃被蜀兵所杀。诸葛亮回到成都后得知实情，贬废李平。
第六次在建兴十二年（234）二月，诸葛亮率领十万大军，用“流马”运输，进驻武功五丈原（今陕西省岐山县境），在渭水之南和魏国司马懿对恃。诸葛亮鉴于每次北伐都因军粮不继而被迫退兵，这时实行分兵屯田，作长久之计，并约吴主孙权配合进军。孙权在同年五月分兵三路，夹攻曹魏，魏明帝亲来应战，孙权随即退兵。这时司马懿奉命坚壁拒守。八月，诸葛亮积劳病故，蜀汉只好退兵。
综观诸葛亮对魏作战，确属“鞠躬尽力，死而后已”。但未能摧毁强敌，统一中原，主要是前期关羽、刘备没有按照“隆中对”的战略行事，在荆州、夷陵之战中元气大伤；其后诸葛亮虽然六次出师，由于以弱攻强，敌逸己劳，频繁用兵，国困民疲，难以取胜，也就很自然了。