距秦安縣城東北40公里的一條寬約2公里、長達5公里左右的川道北段開闊處。由於鎮西河谷中雄峙八方的龍山，山高谷深，形勢險要，又有清水河擋道，關隴往來只有透過固關峽，翻越隴坂；沿馬鹿－龍山－隴城鎮一線行走，是由長安到天水唯一較坦蕩的路。當年馬謖駐紮的駐地海拔二百多米，方圓數千平方米，頂部能容萬人，形似農家麥草堆的麥積崖；西北2。5公里的薛李川中，發現的一張鑄有“蜀”字的弩機，現存甘肅省博物館。
當時蜀軍在街亭附近的具體部署是：馬謖、王平、李盛、張休、黃襲等人率約兩萬人封鎖關隴大道，而高詳則率一支偏軍駐紮在街亭北方的列柳城，防止馬謖部側翼被襲。
關於兩位主帥馬謖與王平的矛盾，史書並無明文記載。但是馬謖作為丞相身邊的高階參謀兼親信、從來不曾參與過實戰的精英人士，一下子空降為老將王平的頂頭上司，難免會引起生性“性狹侵疑”（《蜀書·王平傳》）的王平不滿，進而產生矛盾。從心理學角度來說，這種可能性很大。
對於蜀漢的進攻，曹魏在最初的震驚過去之後，立刻作出了反應，派遣右將軍張郃及步騎五萬前往增援。而張郃的部隊經過街亭的時候，恰好碰到了前來阻擊的馬謖。
關於街亭之戰，史書記載都十分簡略。《三國志·明帝紀》只說：“右將軍張郃擊亮於街亭，大破之。亮敗走，三郡平。”《三國志·張郃傳》：“（合）遣督諸軍，拒亮將馬謖於街亭。謖依阻南山，不下據城。合絕其汲道，擊，大破之。”《三國志·諸葛亮傳》：“亮使馬謖督諸軍在前，與合戰於街亭。謖違亮節度，舉動失宜，大為合所破。”《馬謖傳》：“謖，統大眾在前，與魏將張郃戰於街亭，為合所破，士卒離散。”《王平傳》：“謖舍水上山，舉措煩擾，平連規諫謖，謖不能用，大敗於街亭。眾盡星散，惟平所領千人，鳴鼓自持，魏將張郃疑其伏兵，不往逼也。”《資治通鑑》所載材料不出前引內容。
綜合上面各項記載，可以整理出街亭之戰的大致脈絡：對於張郃大軍的出現，馬謖並沒有選擇依城死守，而是將部隊移往南山——也就是海拔兩百米高的麥積崖——進行防守。王平對此屢次進行規勸，但是馬謖並沒有聽從，結果被張郃切斷了水道，導致全軍崩潰。幸虧王平在後搖旗吶喊，張郃怕有埋伏而沒有深入追擊，蜀軍才免於被全殲的命運。
這裡就有幾個疑點。首先一點，馬謖“依阻南山，不下據城”的決策其實並不能說是完全錯誤的。街亭位於魏國縱深之地，本身又是小城，可以想象其規模和堅固程度並不適合固守，何況狹窄的關隴通道到了街亭這一段，就豁然變寬到2公里左右；以馬謖的兵力，在這種寬闊地帶下難以與張郃的五萬大軍相對抗。如果他不捨城上山，而是當道紮營，無險可守，很可能會輸得更慘。
《三國志·明帝紀》注引《魏書》：“是時朝臣未知計所出，帝曰：‘亮阻山為固，今者自來，既合兵書致人之術；且亮貪三郡，知進而不知退，今因此時，破亮必也。乃部勒兵馬步騎五萬拒亮。’”也就是說，張郃自洛陽開出的時間，與諸葛亮自祁山進入隴西的時間大致相當。洛陽距離街亭約700公里，而祁山距街亭約400公里；但是魏軍走的是境內坦途大道，而蜀軍則是在敵境之內，要花時間佔領西縣並確保該地區無殘餘的魏軍干擾補給線，然後方能繼續北進，所以張郃和馬謖抵達街亭的時間相差應該不會太長。換言之，馬謖未必有時間去構築堅固的防禦工事——而這對於堅守是絕對必要的。
於是可以想象，馬謖抵達街亭後的數日之內，張郃的增援部隊就已經逼近街亭。馬謖認為沒有足夠的時間來構築工事，於是果斷決定全軍移往麥積崖紮營——或者說他從一開始就預見到在街亭大道駐守的難度，直接將大營扎到了山上。