同年，魏延与关中都督吴懿率军西入羌中，并在阳谿大破魏后将军费瑶、雍州刺史郭淮率领的魏军，诸葛亮上表魏延之功，再受领前军师、迁征西大将军、授假节、封爵南郑侯。231年（建兴九年），诸葛亮第四次北伐，与司马懿对峙。据《汉晋春秋》记载，诸葛亮命魏延、高翔、吴班逆战司马懿，魏军大败。此战汉军获甲首三千级、衣铠五千领、角弩三千一百张，司马懿还保营。魏延每次随军北伐，都请诸葛亮给他统领万兵，另走一路攻关中，最后与诸葛亮会师于潼关，如同前汉将领韩信的例子，但诸葛亮一直不许，所以魏延经常说诸葛亮胆怯，恨自己之才不能