与此同时，张虎在寨中望见火光，立刻打开寨门，与乐綝一起率领人马冲向蜀寨，却发现寨中没有一个人。他们急忙收兵回去，却被吴班和吴懿率领的两路军队截断了归路。张虎和乐綝急忙冲出重围，返回本寨，却看到土城上箭如雨。原来关兴和张苞已经袭击了营寨。魏军大败，纷纷投奔曹真的寨子。他们刚想进入寨子，却看到一支溃败的军队飞奔而来，正是孙礼。于是，他们一起进入寨子见到曹真，各自汇报中计的事情。曹真听闻后，决定坚守大寨，不再出战。
蜀军取得了胜利，回见孔明，孔明命令人给魏延传达计策，并命令拔寨准备撤退。杨仪问道：“我们已经大胜，击败了魏军，削弱了他们的战斗力，为什么要撤军呢？”孔明回答道：“我们没有粮食，利在于快速作战。现在他们坚守不出，我们已经看出他们的弱点。虽然他们暂时战败，但中原必然会有增援。如果我们轻骑袭击他们的粮道，到时候我们无法归还。现在正好乘魏军刚刚败退，不敢正视蜀军的时机，出其不意地撤退。
孔明令人传达给魏延一支军队，在陈仓道口拦截王双，阻止他追击蜀军。他还命令魏延斩杀王双，以使魏军不敢追击。孔明计划让后续部队先行撤退，自己则留下金鼓守在寨中打更，以掩盖蜀军的撤退行动。整个夜晚，蜀军悄悄地撤退了，只留下空营。
曹真在寨中忧愁不已，忽然接到消息说左将军张合率军到来。张合下马进入帐中，告诉曹真：“我奉圣旨前来听调。”曹真问：“你见过仲达了吗？”张合回答：“仲达曾交代说：‘我们胜利了，蜀军肯定不会离开；如果我们失败，蜀军肯定会立即离开。’现在我们军败后，都督是否派人侦查蜀军的动向？”曹真回答：“还没有。”于是他立即派人去侦查，结果发现蜀军已经撤离了两天，留下的只是虚营。
与此同时，魏延接到了密计，当夜两点钟拔寨，急忙回到汉中。王双得到情报后，立即驱动军马追赶。追赶了二十多里，快要追上时，看到魏延的旗号在前面，王双大声喊道：“魏延不要逃！”但蜀军并未回头。王双急忙赶来，却发现背后的魏军喊道：“寨中起火了，恐怕有敌人的埋伏。”王双急忙下令退军，但在行进到山坡左侧时，突然有一骑马从林中冲出，大喊道：“魏延就在这里！”王双大吃一惊，措手不及，被魏延一刀砍下马来。魏军以为有埋伏，四散逃走。魏延手下只剩下三十骑，慢慢地朝汉中前进。后人有诗赞美魏延的机智：“孔明妙算胜过庞统，智勇如长星照耀一方。进退行军神秘莫测，陈仓道口斩杀王双。”原来魏延受到了孔明的密计，事先命令留下三十骑兵，伏击在王双的营寨旁边。等王双起兵追击时，魏延放火烧他的寨子，待他回寨时，魏延趁其不备，突然出击并斩杀之。魏延斩杀了王双后，引领军队回到汉中见到孔明，将俘获的人马交给了他。孔明设宴盛大庆祝，细节就不再详述。
且说张合追击蜀兵未果，遂回到寨中。此时，陈仓城的郝昭派人前来报告，说王双被斩，曹真闻讯后，深感悲伤，不能自已，以至于忧愤成疾，于是决定返回洛阳。他命令郭淮、孙礼、张合守卫长安诸道，确保魏国的安全。
在吴国，孙权设立朝廷，有细作人前来报告：“蜀国的诸葛丞相两次出兵，魏国的都督曹真兵损将亡。”听到这个消息，吴国的群臣都劝孙权兴兵伐魏，以图中原。然而孙权还犹豫不决。此时，张昭上奏道：“近日听说武昌东山有凤凰来仪，大江之中黄龙屡现。主公的德行配得上唐尧、虞舜，明智比得上文王、武王，可以即皇帝位，然后再兴兵伐魏。”众多官员都应声道：“子布的话说得对。”
于是，孙权选定了夏天的四月丙寅日，在武昌南郊筑坛祭天。到了这一天，群臣请孙权登坛即皇帝位，改黄武八年为黄龙元年。追谥父亲孙坚为武烈皇帝，母亲吴氏为武烈皇后，兄长孙策为长沙桓王。立儿子孙登为皇太子。任命诸葛瑾的长子诸葛恪为太子左辅，张昭的次子张休为太子右弼。
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