诸葛亮死后，蜀汉历史进入了“后诸葛亮时代”，朝政先后由诸葛亮生前指定的蒋琬和费祎统理，而兵权则由有“孔明继承人”之称的姜维掌握。三人遵照诸葛亮生前的章法进行管理，蜀汉得以保持稳定。然而，随着蒋琬和费祎的先后辞世以及姜维数度劳而无功的北伐，蜀汉国力日益衰败，逐渐走向末日。
后诸葛亮时代
诸葛亮死后，之前由他一人“军政一把抓”的局面被打破。按照诸葛亮生前的遗嘱，朝政大权先后由良实重臣蒋琬和费祎统理，而军事则由年富力强的姜维负责。这一时期的蜀汉政治基本上沿用了诸葛亮生前的章法，因此不妨称之为“后诸葛亮时代”。
蒋琬，字公琰，年轻时随刘备入蜀，但只是做一任小官。任上的蒋琬整日不理政事，醉酒放闲，刘备得知后极为愤怒，想要法办蒋琬。唯独诸葛亮慧眼识才，他对刘备讲：“蒋琬是社稷之器，绝非是百里之才。他当官以安民为本，不重修饰罢了。”刘备看在诸葛亮的面子上，才赦免了蒋琬，但罢去了他的官职。刘备死后，蒋琬被诸葛亮任命为自己的助手，丞相府长史，加抚军将军。诸葛亮北伐，蒋琬总管后方，保证前线足兵足食。诸葛亮对蒋琬的办事能力非常放心，他曾在给后主刘禅的密信中称：“如果臣有不幸，后事可托付蒋琬。”
诸葛亮死后，蒋琬被加封为大将军、大司马，领益州刺史，接替诸葛亮掌政。当时，蜀汉朝野因为诸葛亮之死引发了不小的不安情绪，蒋琬处置得当，安之若素，很快稳定了朝野，树立起自己的威信。他沿用诸葛亮的治国章法，对内休养生息、发展民生，对外则吸取诸葛亮屡次北伐无功的教训，转而计划东进，顺长江自西向东攻击曹魏的上庸一带。然而未等成行，年事已高的蒋琬就因疾病恶化去世了。
蒋琬死后，依照诸葛亮遗嘱，刘禅又任命费祎接替蒋琬。费祎，字文伟，早先以刘璋亲戚的身份入蜀，刘备平定益州后，费祎转投在刘备麾下，成为太子刘禅的陪臣。诸葛亮非常欣赏费祎的才能，将前往东吴复盟修好的重任交付给他。费祎不辱使命，面对孙权和东吴群臣的故意挑衅和嘲讽，他辞顺义笃，据理以答，不卑不亢，终无所失。孙权因此对费祎大加赞赏，他解下自己的宝剑赠给费祎，并对费祎说：“君乃天下大德之士，必将成为蜀汉的重臣，恐怕以后就无暇常来了。”欣赏与不舍之情溢于言表。费祎归国后，被诸葛亮任命为司马。当时诸葛亮屡次北伐，费祎跟随左右，处理军务琐事。他识悟过人，可以过目不忘，且办事效率奇高；同时，自己的饮食嬉戏读书下棋一事不落，其才力充沛若此。诸葛亮死后，蒋琬接替，而费祎则递补蒋琬的尚书令之职。蒋琬病逝后，按照诸葛亮的遗嘱，费祎接替蒋琬成为大将军，主掌朝政。
费祎办事稳重妥帖，治下的蜀汉持续了稳定的局面，他本人也是生活朴素，家无余财，家中儿女平日布衣素食，与百姓无异。但费祎天寿不终，由于性格宽放博爱，他对自身安全太过大意。一次宴饮，无所拘束的费祎酒酣沉醉，结果被埋伏的魏国刺客郭循暗杀。
蒋琬和费祎当政的近二十年间，蜀汉的政治保持了清明和稳定。但随着二人的去世和一干股肱老臣的相继离世，蜀汉的朝政逐渐沦落到了奸佞之臣手中。
孔明继承人
诸葛亮辞世后，他未竟的北伐大业由他生前极为欣赏的年轻将领姜维担当了起来。
姜维，字伯约，天水冀县（今甘肃甘谷）人。他幼年丧父，与母亲相依为命。姜维担任过魏国的郡上计掾、州从事。因其父曾身为郡将而死于平叛战场，姜维被赐官中郎，参天水郡军事。适值诸葛亮兵祁山北伐，姜维正陪同天水太守马遵巡视属县。诸葛亮一路势如破竹，马遵见敌势不可挡，又怀疑姜维等郡吏心怀异志，于是丢下他们，自己连夜东奔上邽。姜维等要求进入所在县城，城门紧闭；回到郡治冀县，也同样吃了闭门羹。姜维被冤，无处可去，只得投靠了诸葛亮。
诸葛亮对这位新来的年轻将才非常赏识，他对蒋琬等人说：“姜维忠诚勤勉，思虑精密，我观其人，乃是凉州的上等之士。且他精通军事，又有胆义，深解兵法之意。”诸葛亮提拔姜维为征西将军，领他参见后主刘禅，还将自己的兵法心得一一传授，俨然将姜维作为自己继承人来培养。
诸葛亮病逝五丈原，姜维率军殿后，巧用妙计，上演了一出“死诸葛走生仲达”的好戏，保障了蜀军的安全撤退。回到成都后，姜维被累次提拔为右监军辅汉将军、镇西大将军、卫将军，总率蜀军各路军马。
姜维伐中原
蜀汉延熙十六年（253），费祎被刺身亡。没有了费祎的阻拦，姜维终于开始实施他的北伐大计。
当年夏天，姜维配合东吴诸葛恪的大举伐魏，亲率数万蜀军出石营（今甘肃西和西北），包围南安。魏国司马师看出蜀军的进攻不过是为配合东吴进攻的“虚张声势”，于是命雍州刺史陈泰率军前往解围。果然，姜维见曹魏大军到来，知道无机可乘，便率军撤回了。
蜀汉延熙十七年（254），姜维再次率领蜀军兵出陇西，一路连克郡县，进围襄武。魏国派将军徐质迎击，却被姜维击破，蜀军斩首破敌，魏军败退。姜维乘胜夺下河间、狄道、临洮三县，迁三县民众入蜀以增加人口。同年，因李丰、夏侯玄等人被杀，魏国大将夏侯霸担心殃及自己，投靠蜀汉。
蜀汉延熙十八年（255），姜维与新降的将军夏侯霸一道兵出狄道，再次伐魏。蜀军与魏国雍州刺史王经在洮西展开激战，蜀军杀敌数万，王经退保狄道城。姜维意图再接再厉，率军包围了狄道城。魏国急派征西将军陈泰进兵解围，陈泰采用坚壁清野的困敌之法，将蜀军粮草耗尽，姜维只得撤军。
蜀汉延熙十九年（256），姜维与蜀汉镇西大将军胡济约定合兵一处北伐，胡济违约不至，打乱了姜维的部署，魏将邓艾趁机猛攻，蜀军大败，死伤惨重。姜维退回成都，自贬官职以谢罪。
蜀汉延熙二十年（257），魏国征东大将军诸葛诞在淮南兵叛，魏国忙于救火，抽调西线守军赶往淮南。姜维见敌空虚，再次率数万蜀军出征。魏国派遣大将军司马望拒敌，名将邓艾亦从陇右赶来协同防御。魏蜀两军对峙芒水，姜维屡屡挑战，魏军坚守不战。及到诸葛诞兵败被杀，姜维见时机已误，只得再次回军。
蜀汉景耀五年（262），姜维再次出兵，与邓艾战于侯和。邓艾以逸待劳，先守后攻，蜀军给养不济，再次败还。而这也是姜维最后一次北伐。
连年的征战，却没取得实质性的进展，这让姜维北伐之举在后世的评价贬多褒少。《三国志》的作者陈寿评价姜维是：“粗有文武，志立功名，而玩众黩旅，明断不周，终致陨毙。”更有人认为正是姜维的连年北伐，极大地消耗了蜀汉的国力，直接导致了蜀汉的灭亡，姜维实在是蜀汉的罪人。然而，我们也应看到，纵观姜维历次北伐，总的来说还是胜多败少，军队损耗也是魏重蜀轻。也正是因为姜维多次主动攻击，才使得魏军一直被钳制在秦岭一线，这是姜维以攻为守战略的战果；而土狭民寡、仅有益州一州之地的蜀汉竟迫使拥有九州之地的强大的曹魏被迫采取战略防守长达数十年，这在中国军事史上是极为罕见的。所以也可以说，姜维的北伐在一定程度上维系了不断衰退的蜀汉政权。
