贾充回来把诸葛诞的话报告了司马昭，还报告说此次寿春之行，听说诸葛诞变卖财产，赈济施舍，又赦免了不少不该赦免的人，目的都是收买人心，同时还训练了数千人的侠义之士为贴身卫队，形迹十分可疑。司马昭于是决定解决诸葛诞，他以少帝曹髦的名义下诏改任诸葛诞为司空，解除其兵权，即刻来洛阳上任，诸葛诞接到诏书后大惊。
少帝曹髦甘露二年（257）4月，诸葛诞在寿春起兵。
诸葛诞分析了王凌、毌丘俭和文钦这两次起事失败的原因，认为没有与孙吴密切配合是最重要的一方面，为此他派自己的长史吴纲去孙吴，表示自己愿意称臣，为了让孙吴方面放心，他还让吴纲专门带上儿子诸葛靓，意思是愿意留在孙吴做人质。
孙吴方面这两年又发生了惊天动地的变化。文钦投降后，主持孙吴国政的孙峻一度想利用文钦发起新的军事行动，他让吕据、刘纂、朱异、唐咨等高级将领制订计划，让他们与文钦一起由江都北上进入淮河地区，去攻击曹魏的徐州、青州。
孙峻在建业的石头城亲自为众将饯行，但大军还未出发，孙峻突然得了重病，仓促间把后事托付给堂弟孙后就死了，少帝孙亮拜孙为武卫将军，负责全国的军事指挥（都督中外诸军事），这次军事行动只得中途停止。
孙之前不过是个偏将军，资历很浅，根本镇不住局面，老将吕据首先不服，联络一些朝臣和将领共同上疏少帝孙亮，推荐司徒滕胤任丞相，主持朝政，孙则发起反击，任命滕胤为大司马，让他接替刚刚故去的老将吕岱的职务去镇守武昌。
吕据大怒，联络滕胤要联合罢黜孙，孙则命堂兄孙宪率部北上，在江都拦截吕据所部，同时以少帝孙亮的名义命令文钦、刘纂、唐咨等人讨伐吕据、滕胤。经过一场乱战，滕胤兵败被杀，吕据看到大势已去只得自杀，少帝孙亮拜孙为大将军。
孙吴的夏口督孙壹是孙坚弟弟孙静之孙，他有两个妹妹分别嫁给了滕胤和吕据，孙对他自然不放心，密令朱异率军夺取夏口，用武力解决孙壹，孙壹不敌，率一部人马投降了曹魏，被曹魏任命为车骑将军，同时遥领交州牧。
孙刚刚掌权就接到诸葛诞愿意称臣的报告，大喜，命将军全怿、全端、唐咨、王祚等率3万人马与文钦一起北上接应诸葛诞，少帝孙亮任命诸葛诞为孙吴的大司徒、骠骑将军，同时遥领青州牧，封寿春侯。
司马昭亲率大军前来平叛，为防止少帝曹髦趁机异动，司马昭专门把他以及郭太后都带上随征。6月5日，司马昭率魏军主力到达项县，各路平乱大军陆续来此集结，总兵力达到26万人。
诸葛诞怀疑新任扬州刺史乐是司马昭派来监视他的，于是把乐杀了，整合起各路人马以及淮南各郡县的部队共10多万人，诸葛诞担心这些人马还不够，又在控制区内紧急招兵，很快又得到四五万人。
这样算下来，双方兵力再加上孙吴的人马，参加此战的各方人马总数达到了45万人左右。盘点一下汉末三国的几次著名战役，官渡之战曹军直接投入的兵力有3万多人，袁军12万人；赤壁之战曹军直接投入的有8万人左右，孙刘联军约5万人；夷陵之战蜀军直接投入的兵力约8万人，吴军约5万人。以上这几场著名战役，双方投入的总兵力合计约43万人，尚不及此次诸葛诞起兵及平叛之战。
司马昭让王基行镇东将军，会同安东将军陈骞包围寿春，包围圈尚未形成，孙吴方面的援军也到了，吴军的一部趁乱从东北方向冲入城中，在寿春城不远的安丰，吴军另有一部驻扎在那里，与寿春形成呼应。
王基向司马昭建议先不要猛攻，只需将寿春城围困起来，时间长了里面自乱，司马昭同意。王基于是命人深挖壕沟，坚守营垒，不轻易攻城，时间一长，城里的人果然急了。
文钦本来是救援的，结果一冲动就跟全怿等人冲进了城，现在被围，赶紧组织人马发起反攻，试图冲开包围圈，但无法成功。孙见状，亲率吴军主力前来增援，前锋推进到镬里，此地在今巢湖以东，孙督令朱异、丁奉、黎斐等将领率部前去寿春解围。
朱异进军速度最快，所部抵达黎浆，司马昭派石苞、州泰迎击，务必阻止敌人的增援。为加快行进的速度，朱异命部下抛弃了辎重，因为没有重型装备，无法突破敌人的阻击线，只得退往孙的大营，他们连给养都没带，一路上靠摘食树叶果腹，狼狈不堪，但到达大营后，孙大怒，让他们立即返回去驰援寿春，朱异认为将士们已极度疲乏，无法执行命令，孙恼了，把朱异当场诛杀。
但随后孙又下达了一个奇怪的命令：将吴军主力撤回江东。
寿春城里的诸葛诞以及文钦、全怿还在盼着援军的到来，司马昭让人散布谣言说孙吴大军即将杀到，寿春之围很快将解除，城里的人误以为真，对粮草也就不加控制了。寿春城池坚固，破攻是很困难的，能守多长时间其实取决于城里有多少粮食。
又守了一段时间，仍未见到援军，诸葛诞等人明白上当了，但已经晚了，粮草消耗得差不多了，城里的将领们一部分人主张继续固守待援，一部分人则主张主动出击，以求绝处逢生，文钦和孙吴派来的援军属于前者，文钦对诸葛诞说：“我们以及孙吴将士的家属都在江东，即使孙不打算来救，皇上和孙吴将士的这些
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