式进攻武都郡、阴平郡。以攻取二郡之功复为丞相。建兴八年（230年），曹魏派司马懿由西城，张郃由子午道，曹真由斜谷，三路进攻汉中，诸葛亮率军西征，命李严率军2万赴汉中。魏军战斗不利而撤军。建兴九年（231年）春，诸葛亮组织第四次北伐。诸葛亮派魏延、高翔、吴班等勐攻魏军，取得大胜，「获甲首三千级，玄铠五千领，角弩三千一百张」。六月，诸葛亮向汉中撤退，司马懿让张郃军追击，张郃中箭身亡。诸葛亮北伐，屯驻祈山，李严督运粮草，「运粮不继」，派部下去见诸葛亮，转达己见，要求撤军；诸葛亮撤军回来，李严「欲以解己否辩