《三国演义》第九十二回说诸葛亮第一次北伐率军到达沔阳时，忽报：“魏主曹睿派驸马夏侯楙，调关中诸路军马前来抵抗。”魏延来到诸葛亮帐中献计：“夏侯楙懦弱无谋，我愿借精兵五千，取道出褒中，沿秦岭向东，到子午谷再兵锋向北，不到十天，便可抵达长安。夏侯楙一听说我率军突然来达，必然弃城向横门邸阁而走。这时，我从东面而来，丞相你举兵从斜谷而进，果如此，那么咸阳以西之地，就可以一举平定。”诸葛亮听罢大笑道：“这并不是万无一失之计。你以为中原无人才？倘若有人献计在山间僻远处用兵截杀，非但你五千兵马受害，大军也必然锐气大伤，此计决不可用。”魏延又说：“丞相率军从大路进发，旷日持久。果如此，那么，中原何时才能攻取呢？”诸葛亮说：“我从陇口取平坦之路，依法进法，何愁大事不成。”故此，未采纳魏延之计。
那么历史上真的有“子午谷奇谋”吗？《魏略》记载：“夏侯楙为安西将军，镇长安。亮于南郑与群下计议，延曰：‘闻夏侯楙少，主婿也，怯而无谋。今假延精兵五千，负粮五千，直从褒中出，循秦岭而东，当子午而北，不过十日可到长安。楙闻延奄至，必乘船逃走。长安中惟有御史、京兆太守耳，横门邸阁与散民之谷足周食也。比东方腥聚合，尚二十许日，而公从斜谷来，必足以达。如此，则一举而咸阳以西可定矣。’亮以为此悬危，不如安从坦道，可以平取陇右，十全必克而无虞，故不用延计。”《三国志·魏延传》记载：“延每随亮出，辄欲请兵万人，与亮异道会于潼关，如韩信故事，亮制而不许。延常谓亮为怯，叹恨己才用之不尽。”所以说历史上确实有魏延献上“子午谷奇谋”。罗贯中写《三国演义》虽有所增饰，但以史为本据。
诸葛亮不用“子午谷奇谋”是个明智的选择吗？这个问题曾引起后世史家的浓厚兴趣，并为之争论不休。一些史家支持诸葛亮“安从坦道，可以平取陇右”的谋略，认为出兵子午谷虽是捷径，但可行性极小，反对采用“子午谷奇谋”。其反对理由主要有四条：一、子午谷道路险狭，危险系数极大，一旦魏军卡住谷口，轻则劳而无功，重则全军覆没；二、夏侯楙未必会弃城而逃；三、就算攻下长安，也未必守得住；四、万一失败，兵力本来就不足的蜀军损失太大。另一些学者认为，魏延献策由他率精兵五千，直出褒中，由子午谷偷袭长安，诸葛亮率大军出斜谷，趋长安会师，乃“奇谋”，“如此，则一举而咸阳以西可定矣”。假如诸葛亮采用之，很可能北伐已经成功，可惜诸葛亮谨慎得近乎胆小。
那么，诸葛亮以魏延计太“悬危”终不用“子午谷奇谋”，是否就是因为“胆怯”呢？有一种观点认为：诸葛亮之所以不用“子午谷奇谋”，不是没有原因的，用他当时的话来说，就是认为“子午谷奇谋”太“悬危”了。因为在此之前，就已发生过孟达掉以轻心而被司马懿所擒之事，使诸葛亮好不容易进行的策反工作付之东流。应该说，孟达事件对诸葛亮不用魏延“子午谷奇谋”是有直接关系的。用蜀汉国小民少、兵员不多、经不起大的损失，来解释诸葛亮“惜兵慎战”的合理性也不成立。恰恰相反，正因为蜀汉国小民少、兵员不足，才应该尽量避免正面作战。“相持不下，旷日持久”的正面作战，必须以兵多物足为后盾，这些对蜀汉来说，都是不具备的。所以，蜀汉欲北伐成功，兴复汉室，倒应兵不厌诈，多用奇兵奇谋。
“子午谷奇谋”的效果究竟如何，历史没有实践，因而后人只能加以分析评论而已。