歷史上曾經流傳有關諸葛亮使用“空城計”的傳說。《三國誌·蜀書·諸葛亮傳》裴松之註就曾引用《蜀記》所載郭沖之言：
亮屯於陽平，遣魏延諸軍並兵東下，亮惟留萬人守城。晉宣帝（按：即司馬懿）率二十萬眾拒亮，而與延軍錯道，徑至前，當亮六十裏所，偵候白宣帝說亮在城中兵少力弱。亮亦知宣帝垂至，已與相逼，欲前赴延軍，相去又遠，回跡反追，勢不相及，將士失色，莫知其計。亮意氣自若，敕軍中皆臥旗息鼓，不得妄出庵幔，又令大開四城門，掃地卻灑。宣帝常謂亮持重，而猥見勢弱，疑其有伏兵，於是引軍北趣山。……宣帝後知，深以為恨。
故事很有傳奇色彩，但裴松之本人並不相信，他在駁難中指出：當諸葛亮屯兵漢中時，司馬懿尚為荊州都督，鎮守宛城，根本不曾到漢中壹帶，直到曹真死後，他才與諸葛亮抗衡於關中。由此可見，郭沖所言並非史實。
然而，羅貫中卻看中了這個傳說，把它納入諸葛亮首次北伐的情節系列中，經過精心加工，創造出了壹個撼人心魄的生動情節。
小說第95回，寫諸葛亮命馬謖等鎮守街亭去後不久，收到王平使人送來的安營形勢圖
本，不禁大驚，斷定街亭有危；正當他準備派楊儀替回馬謖之時，街亭失守的消息已經傳來。這樣，蜀軍的咽喉要道已被切斷，繼續進兵已不可能。諸葛亮急忙調兵遣將，安排撤退，並親自領兵五千到西縣搬運糧草。忽然探馬來報：“司馬懿引大軍十五萬，望西縣蜂擁而來!”真是變生倉促，出人意料。此時，“孔明身邊別無大將，只有壹班文官；所引五千軍，已分壹半先運糧草去了，只剩二千五百軍在城中。”雙方力量對比如此懸殊，要打，打不過；要守，守不住；要跑，跑不掉。眼看魏軍掀起的塵土已經逼近西縣，形勢真是萬分危急!面對這似乎上天無路、入地無門的絕境，諸葛亮身邊的眾官“盡皆失色”，讀者的心弦也頓時繃緊，為諸葛亮捏著壹把冷汗：這位足智多謀的大軍事家，此時會不會計竭力窮呢?
就在這“黑雲壓城城欲摧”的驚險關頭，諸葛亮采取了大大出乎人們意料的行動。他傳下命令：“將旌旗盡皆隱匿，諸軍各守城鋪。如有妄行出入，及高言大語者，斬之!大開四門，每壹門用二十軍士，扮作百姓，灑掃街道。如魏兵到時，不可擅動。”接著，他本人“披鶴氅，戴綸巾，引二小童攜琴壹張，於城上敵樓前，憑欄而坐，焚香操琴。”這就是“空城計”。
諸葛亮這壹著，當然是十分大膽，十分冒險的。如果他的對手是個有勇無謀的莽夫，不顧壹切地揮兵進攻，諸葛亮和他手下的眾官都得乖乖地束手就擒。然而，率領大軍來到西縣的卻偏偏是精通韜略、老謀深算的司馬懿，他可不是那種年輕氣盛的冒失鬼!當他看到諸葛亮在城樓上笑容可掬，焚香操琴，城門又是那般布置，不禁大為生疑。在他看來，面前的西縣不是壹座易於奪取的空城，而是壹座暗藏殺機的堡壘。於是，他連忙下令退軍。其子司馬昭問道：“莫非諸葛亮無軍，故作此態?”司馬懿卻拒絕考慮這種可能性，教訓兒子道：“亮
平生謹慎，不曾弄險。今大開城門，必有埋伏。我兵若進，中其計也。汝輩豈知?宜速退。”就這樣，魏兵迅速退去，蜀軍化險為夷，諸葛亮的心情為之壹松，欣然撫掌而笑，眾官則在這令人目眩的急劇變化中驚出了壹身冷汗……司馬懿呢?當他領著大軍向武功山撤退之時，忽聽山後喊殺連天，早就被諸葛亮安排作為疑兵的張苞、關興兩員驍將先後殺出。緊張之中，司馬懿辨不清虛實，以為諸葛亮真有埋伏，越發認為自己撤得對。於是魏軍盡棄輜重，
倉惶敗走，而蜀軍則趁機安然撤回漢中。至此，諸葛亮的“空城計”獲得了完全的成功。
“空城計”是諸葛亮與司馬懿之間第壹次面對面的鬥智鬥謀，它為這兩大軍事家後來反復進行的變幻無常的較量定下了基調，給人留下了深刻的印象。
為什麽“空城計”能夠成功?首先，這是因為諸葛亮善於隨機應變。因勢利導。誠然，在軍事上小心謹慎、穩紮穩打是有必要的；但是，在瞬息萬變的戰場上，在敵我雙方競相爭奪戰爭主動權以求戰勝對方之際，特別是在敵強我弱的形勢下，要想絕對不冒險是不可能的。
優秀的軍事家不僅要會“守常”，而且要會“用奇”。從諸葛亮當時所處的形勢來看，如不冒險，就只有等著當俘虜。何況諸葛亮並非盲目地冒險，而是在掌握敵軍統帥司馬懿的個性、氣質的基礎上施用妙計。可以說，“空城計”是在特定的時間、特定的地點、特定的條件下的產物。《孫子兵法》雲：“善出奇者，無窮如天地，不竭如江河。”（《兵勢篇》）“兵無常勢，水無常形，能因敵變化而取勝者，謂之神。”（《虛實篇》）因此，“空城計”的成功，乃是“兵不厭詐”軍事原則的勝利。
其次，“空城計”的成功，又是“知己知彼”軍事原則的勝利。《孫子兵法》雲：“知彼
知己者，百戰不殆；不知彼而知己，壹勝壹負；不知彼，不知己，每戰必殆。”（《謀攻篇》）作為《三國演義》中的兩大軍事家，諸葛亮和司馬懿都力求做到知己知彼，而又有所差別。司馬懿從多年的經驗中，特別是從諸葛亮北伐時不從子午谷徑取長安的事實中，深知諸葛亮“平生謹慎，不曾弄險”，可以說他對諸葛亮是“知彼”的；但是，他對諸葛亮又知之不透，因而想不到諸葛亮竟然在他面前冒了壹次大大的風險。而諸葛亮則不僅知彼知己，而且知彼之知己，對其了解又深入了壹個層次，正如他事後對眾官所解釋的：“此人料吾生平謹慎，必不弄險；見如此模樣，疑有伏兵，所以退去。”兩相對照，諸葛亮確實比司馬懿高出壹籌。當司馬懿得知上了諸葛亮的當時，他自己也不得不承認：“吾不如孔明也!”
“空城計”這壹篇章，充分顯示了諸葛亮性格的多樣性。不同的性格側面統壹在同壹個人物身上，正體現了生活的辯證法，藝術的辯證法。對此，毛宗崗作了精辟的分析：“惟小心人不做大膽事，亦惟小心人能做大膽事。魏延欲出子午谷，而孔明以為危計，是小心者惟孔明也。坐守空城，只以二十軍士掃門，而退司馬懿十五萬之眾，是大膽者亦惟孔明也。孔明若非小心於平日，必不敢大膽於壹時。仲達不疑其大膽於壹時，正為信其小心於平日耳。”
（第95回回評）
《空城計》在情節上大起大落，驟張驟弛，讀者時而凝神屏氣，時而會心微笑，情緒始終被情節的發展所牽動。諸葛亮的“空城計”雖然來得奇妙，但由於在此以前的大量情節已使諸葛亮的神機妙算深入人心，作者又作了必要的交代，因而讀者覺得奇而不怪，壹切都在情理之中。綜觀全篇，諸葛亮的臨危不懼、從容不迫、雍容高雅，司馬懿的老謀深算、師心自用，都表現得栩栩如生，難怪這壹片段會成為千古傳誦的名篇!
應該看到，作者是在蜀軍遭到街亭之敗，首次北伐的成果全部喪失之後來寫《空城計》這壹片段的。盡管諸葛亮的“空城計”只不過是壹次小小的勝利，遠遠無法彌補大敗的損失，但它卻大大沖淡了蜀軍戰敗的影響，使讀者在心理上感到蜀軍似乎是轉敗為勝，覺得諸葛亮似乎是不可戰勝的。這種“敗中寫勝”的藝術手法，是《三國演義》描寫戰爭的壹個重要特點，值得認真借鑒。