Năm 234, Gia Cát Lượng mất. Khương Duy được giao trọng trách giữ việc quân sự. Ông trở về Thành Đô nhận chức Tả giám quân, Phù Hán tướng quân, Bình Tương hầu. Trên thực tế, ông vẫn ở dưới quyền Tưởng Uyển.

Năm 238, Uyển được phong làm Đại tư mã thì Khương Duy được phong làm Tư mã.

Năm 243, ông lại được phong làm Trấn tây đại tướng quân, kiêm nhiệm thứ sử Kinh châu.

Lần thứ nhất

Năm 247, sau khi Tưởng Uyển mất, Phí Vĩ lên làm Thừa tướng, ông được phong làm Vệ tướng quân.

Năm đó các tộc thiểu số ở Vấn Sơn và huyện Bình Khang nổi dậy, ông thống lĩnh quân mã đi đánh dẹp, bình định hai vùng. Cùng năm, ông mang quân giao chiến với các tướng Nguỵ là Quách Hoài và Trần Thái. Tuy nhiên, ông bị bại trận tại núi Ngưu Đầu và bị thiệt vài vạn quân.

Lần thứ hai

Năm diên Hi thứ sáu nhà Thục, nhân lúc quân Đông Ngô thắng trận. Khương Duy cất quân đến Nam An. Ông đã dùng mưu chém được Từ Chất, vây khốn Tư Mã Chiêu trên núi Thiết Lung, nhưng bị quân Nguỵ trà trộn vào quân Khương đón đánh nên bại trận.

Lần thứ ba

Năm 253, Phí Vĩ mất, Khương Duy lên nắm quyền. Ông dẫn quân ra đường Bào Hãn, đối đầu với thứ sử Ung Châu là Vương Kinh.Tại đây, ông đã dùng mẹo dử quân Nguỵ đến gần sông Thao thuỷ rồi quay binh đánh vật lại, giết hơn một vạn quân. Trên đà thắng lợi, Khương Duy tiến đến đồ thành Địch Đạo, nhưng không thành công.Sau đó tướng Ngụy là Trần Thái cùng thứ sử Duyện Châu là Đặng Ngải đến giải vây, ông bị hết lương phải rút quân về.

Lần thứ tư

Năm 255, Khương Duy được Lưu Thiện phong làm Đại tướng. Ông chỉnh đốn binh mã, ước định ngày giờ hội quân với Hồ Tế ở Thượng Khuê nhưng Hồ Tế không đến. Khương Duy giao chiến với Đặng Ngải ở Đoạn Cốc, quân Thục bị đánh bại, thương vong khá nhiều. Vì vậy dân chúng oán hận ông, các địa phương Lũng Tây cũng nhân đó nổi loạn.

Khương Duy dẫn quân về, xin chịu tội, tự giáng chức Thừa tướng như Gia Cát Lượng từng làm khi mất Nhai Đình trước kia để lập công chuộc tội. Lưu Thiện chuẩn y giáng ông làm Hậu tướng quân, lo việc Đại tướng quân.

Lần thứ năm

Năm 257, tướng Ngụy là Gia Cát Đản phản đối quyền thần Tư Mã Chiêu, làm phản ở Hoài Nam. Khương Duy nhân cơ hội đó mang quân đánh Ngụy, từ Lạc Cốc đến Đạt Thẩm Lĩnh. Lúc đó ở Trường Thành của nước Ngụy có nhiều lương thảo nhưng ít quân bảo vệ. Nghe tin ông tiến đến, quân Ngụy bỏ chạy.

Tướng Ngụy là Tư Mã Vọng mang quân đến giao chiến, Đặng Ngải cũng xuất quân từ Lũng Hữu đến Trường Thành. Khương Duy thúc quân tiến đánh. Ông dựa vào sườn núi cắm trại. Tư Mã Vọng và Đặng Ngải cố thủ ở sông Vị Thuỷ, dù ông khiêu chiến nhiều lần nhưng quân Ngụy không ra.

Sang năm 258, có tin Gia Cát Đản đã thất bại truyền tới mà quân Ngụy vẫn phòng thủ vững, ông rút quân về Thành Đô, được phục chức Đại tướng quân.

Lần thứ sáu

Năm Cảnh Diệu thứ nhất, Khương Duy kéo quân ra Kỳ Sơn hạ trại. Ông đã liên tục giao đấu và đánh thăng Đặng Ngải nhiều trận. Đặng Ngải sai người vào Thành Đô kết liên với Hoàng Hạo, phao tin đồn rằng Khương Duy có bụng tạo phản. Hậu chủ Lưu Thiện liền giáng chiếu triệu Khương Duy trở về.

Lần thứ bảy

Nhân dịp Tư Mã Chiêu giết nguỵ chủ Tào Mao, Khương Duy cất mười lăm vạn quân chia làm ba đường. Trương Dực đi ra Lạc Cốc, Liêu Hoá đi lối ra hang Tí Ngọ. Duy ra hang Tà Cốc Ba mặt cung kéo đến Kỳ SơnĐặng Ngải liền sai Vương Quán giả làm cháu Vương Kinh (Vương Kinh bị giết bởi Tư Mã Chiêu) đến hàng Khương Duy với mục đích làm nội ứng. Tuy nhiên, mưu kế này nhanh chóng bị phát giác. Khương Duy nắm rõ giờ giấc liền đổi ngày hẹn rồi đem quân phục sẵn trong hang Đàm Sơn vây đánh Đặng Ngải. Đặng Ngải bị đánh bại, thiệt hại nhiều quân, chuyến này Khương Duy tuy thắng nhưng bị phá mất lương thảo đường sàn do Vương Quán liều chết đốt bỏ. Cho nên ông đành phải rút quân về để đón đánh và giết chết Vương Quán.

Lần thứ tám

Khương Duy nghiên cứu địa thế nước Thục, đề ra sách lược mới là "liễm binh tụ cốc" (thu quân tập hợp lương thảo), tức là phòng thủ, thu hết lương thảo vào Hán Thành và Lạc Thành khiến quân địch không có lương, nhân thời cơ quân địch vào sâu nội địa để tập kích, quấy rối. Khi quân địch đi xa thiếu lương sẽ nguy cấp và quân Thục sẽ đồng thời phản công. Khương Duy dẫn quân Bắc phạt, chiếm được 9 trại Kỳ Sơn rồi lui binh.

Lần thứ chín

Năm 262, Khương Duy mang quân ra khỏi Hán Thành đánh Ngụy, bị Đặng Ngải đánh bại. Khương Duy dùng mưu "Dương Đông kích Tây" mà đánh bại Đặng Ngải, mang quân chiếm được 9 trại Kỳ Sơn, chuẩn bị tấn công Trường An. Cơ hội tốt sắp tới với Thục, Đặng Ngải tiếp tục sai người mua chuộc Hoàng Hạo bên Thục, nhờ Lưu Thiện gọi Khương Duy về. Hoàng Hạo khoe tài muốn ra thay Khương Duy nên Lưu Thiện sai sứ hai ba lần đến thúc giục Khương Duy lui binh. Khương Duy đành nuốt uất ức mà lui về, cả chiến mã của ông cũng rưng rưng nước mắt không muốn về. Hoàng Hạo thấy việc đã thành nên xin Lưu Thiện rút lại lệnh xuất quân. Do đó Khương Duy về triều thì không được Lưu Thiện gặp. Khương Duy muốn tránh họa bị hại nên phải lui quân về Đạp Trung trồng lúa.[2] Khi đó trong triều đình, Hậu chủ Lưu Thiện tin dùng hoạn quan Hoàng Hạo, bỏ việc chính sự. Khương Duy rất bất mãn, muốn xin Lưu Thiện giết Hạo không được. Lưu Thiện lại nói việc đó với Hạo và bắt Hạo xin lỗi ông. Ông lo rằng Hạo sẽ trả thù, nên xin ra trồng lúa ở Đạp Trung. Cuộc tấn công xem như bị hủy bỏ.