在当上大将军之后，姜维继续发动了三次北伐，三次不仅都无功而返，其中还有两次是惨败而归。
延熙十八年姜维退兵后，曹魏朝廷任命邓艾为安西将军，假节，兼任护东羌校尉。此时，魏军多数人认为姜维已经力竭，不可能再出兵北向。邓艾却不这样认为。他指出：“洮西的失败，可谓不小，军心溃败，仓库空虚，老百姓流离失所，几乎一败涂地。现在来看，敌人有乘胜追击的势头。而我方虚弱不堪，这是第一原因。敌人上下官兵级级相通，兵器锐利。而我方将领换了，士兵大多是新补充的，武装器械也都陈旧，这是第二个原因。敌人乘船行进，而我们靠步行，敌逸我劳，这是第三个原因。狄道、陇西、南安、祁山，各自都需要守备的兵力，他们专心进攻一城，而我方则一分为四。这是第四个原因。从南安、陇西，要征用羌人的粮食，如果向祁山进军，麦浪千里，很容易搞到粮食，这是第五个原因。敌人也有狡诈的计谋，他们一定会来进攻的。”分析了以上情况后，他断言姜维还会伺机进犯，加紧备战。
延熙十九年姜维被迁升为大将军后，他整顿兵马，与镇西将军胡济两路出兵，约定在上邽会合。姜维率先出兵祁山，闻邓艾有备，乃改从董亭攻南安。邓艾则率军抢占武城山据险拒守，与之相持。姜维见地利已失，强攻不克，乃于当夜渡渭水东进，沿山路进取上邽，两军战于段谷。胡济失期未至。邓艾大败蜀军，蜀军士卒溃散，死伤甚众。蜀汉百姓因此埋怨姜维，而陇西也躁动不安。姜维于是请求自贬为后将军，行大将军事。
延熙二十年，魏征东大将军诸葛诞联合东吴在淮南起兵反司马昭。司马昭调关中兵力东下讨伐诸葛诞。蜀大将姜维乘机攻魏秦川。当时姜维率兵数万出骆谷，到达沈岭。那时经过长期的屯田，魏在长城积存大量军粮，且防守薄弱。安西将军邓艾和征西将军司马望恐姜维袭夺长城，立即合军据守。姜维军进至芒水，依山为营。邓艾、司马望率军近水筑寨。蜀军多次挑战，邓艾、司马望坚守不出，两军长期对峙。
次年，姜维听闻诸葛诞兵败身死后，于是引兵回成都，刘禅恢复姜维大将军的职位。
景耀五年，姜维起兵再度准备攻魏，右车骑将军廖化说：“用兵如果不收敛，必将自食恶果，说的就是伯约啊。智谋并未超过敌人，力量比敌人要弱，但用兵却没有满足，这样的话怎么能够生存下去呢？《诗经》说‘我生得不早不晚，偏偏赶上这个时候’，讲的就是现在的事。”，然而姜维不听，率兵攻入洮阳境。
曹魏邓艾率兵迎战。邓艾分析认为姜维悬师远征，战线长，给养困难，难以持久。于是，他抢占有利地势，在洮阳以东的侯和设阵，以逸待劳，阻击蜀军，双方激战后，魏军发起反击，蜀军败逃，姜维退往沓中。
据《异同记》记载，董厥和诸葛瞻等人认为姜维连年战争，并无成效，国内的百姓困苦穷乏，应当上表后主，命令姜维归还，并任命他为益州刺史，收回他的兵权。
因为姜维本就是托身异国羁旅他乡，连年攻战未立功绩，而宦官黄皓在朝廷玩弄权术，右大将军阎宇与黄皓狼狈一气，黄皓阴谋废除姜维代之以阎宇。姜维也怀疑黄皓，故自己颇感危惧，不再返还成都。
据《华阳国志》记载，姜维厌恶黄皓擅自专权，就对汉后主说：“黄皓奸诈巧伪专权任意，将会败坏国家，请杀了他！”汉后主刘禅说：“黄皓不过是在前面往来奔走的小臣，以前董允也常对他切齿痛恨，我常常为此遗憾，你何必介意他！”姜维见黄皓的党羽象树木的枝叶那样相互依附勾结，害怕自己失言，说了几句谦恭的话就出来了。汉后主后来还让黄皓到姜维那里解释、谢罪。姜维从此就更加疑虑恐惧，从洮阳返回后，就要求到沓中去种麦，不敢返回成都，以避免内斗。
蜀汉后期
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