在小说《三国演义》中，魏延作战勇猛、武功精湛、且足智多谋，但他恃才傲物，为人桀骜不驯，常怀不臣之心。因此，在罗贯中的笔下，他虽有本事，但却是个典型的反面人物。多亏诸葛亮目光如炬，善于相面，早就看到魏延的脑后生有一块“反骨”，知道他不甘久居人下，自己死后他一定会背弃蜀汉而去，所以临终前军队指挥权托付给长史杨仪，并授“锦囊秘计”给马超族弟马岱，叮嘱他待魏延谋反证据坐实后，将其一举诛杀。
魏延没有反心，诸葛亮临死前并未布置杀他，但从正史《三国志》记载的蛛丝马迹看，魏延从无反心，也没有铤而走险、举兵造反的举动，他只是对不通军事的文官杨仪掌军有不服、不满之意而已。《三国志》记载，诸葛亮在五丈原病危之时，和杨仪、费祎、姜维三位心腹秘密商定了一个退兵计划。在诸葛亮最后一次出兵北伐曹魏的战争中，魏延本来被用为前锋，可退兵时却命他断后，而令姜维居中(原文为“次之”)。如果魏延拒不听令，大军就丢下他径行开拔后撤。诸葛亮死后，杨仪依计秘不发丧，派费祎去试探魏延的意思。原来，魏延是态度坚决的北伐派，杨仪等人担心他拒绝回撤，影响北伐诸军撤军计划的顺利实施。
魏延果然不愿回撤。他对费祎说：“丞相虽亡，吾自见在。府亲官属便可将丧还葬，吾自当率诸军击贼，云何以一人死废天下之事邪?且魏延何人，当为杨仪所部勤，做断后将乎”!
魏延的意思是，丞相虽然死了，我还在 。北伐的大业却仍要继续下去，相府里的人可以先将丞相的灵柩运回去安葬，我留在这里继续统兵伐魏。怎么能因为一个人的死，而荒废掉天下大事呢?况且我魏延是什么人，要听杨仪的命令?替他断后?随后还和费祎拟定了一份作战计划，哪一部分人马后撤，哪一部分人马留下来继续作战，并要费祎和他联名一起将这计划传达给诸将。
费祎诓骗他道：“杨仪是文官，不谙军事，他不会反对你的意思的，不如让我回去和他商议一下再做定夺”。言毕快马加鞭，急速返回大营。费祎去后，魏延愈想愈不对劲，懊悔不该放他走，再派军士去追赶，早就跑的没影了。
杀魏延者另有其人
魏延派人前去查探，却发现杨仪等人已经下令拔营退军，这不是打算把自己的部队单独留下来嘛。魏延得知真相后，怒气冲天，便引军前去追赶，想绕到蜀军主力的前面去拦截之。试想想，如果魏延真要造反，他怎会率军往蜀国方向去，而不是北上投魏?杨仪督率大军昼夜兼程，往汉中方向奔去。魏延部抢先占据南谷口，并阻击随后赶到的蜀军主力。杨仪派将军何平前去应战。何平对魏延部先锋喝骂道：“丞相刚死没几时，汝等何敢如此”?魏延麾下的将士都明白错在魏延，心中有愧，又不愿自相残杀，遂一哄而散。魏延一下子成了“光杆司令”，他本无投魏的打算，只得带着儿子和几个亲信逃往汉中去了(还是没有北逃投魏)。杨仪却不罢休，而是派马岱率兵穷追不舍，最后将魏延等人全部追斩。
史载，魏延不仅作战悍勇，而且有智略，且性格剽悍，一向瞧不起文官杨仪，两人积怨颇深。魏延和杨仪经常争吵，诸葛亮多次从中调和无果，深以为憾。魏延是个武将，吵不过就喜欢动粗，他曾拔刀恫吓杨仪，杨是文官，手无缚鸡之力，只能哭哭啼啼找诸葛亮诉苦。
因此，最恨魏延的人就是杨仪。要杀魏延的人也是杨仪。
诸葛亮死后，大军撤回蜀境，奉命断后的魏延不愿撤回，于是抢先截击杨仪，目的是阻止其后撤，继续“击贼”，并非谋反，否则很难解释他不北逃反而南下。杨仪于是在军中大造舆论，诬魏延举兵造反，并唆使马岱将其一举诛戮之。魏延并非死于诸葛亮的临终“秘计”，而是死于文武不和。
千古奇冤
另一部三国史书《魏略》记载说：诸葛亮病重，预感到来日无多之时，本来是安排身经百战的魏延代理自己的职务，也就是将军权托付给了魏延。杨仪与魏延一向不和，担心他掌权后会加害自己，于是到处散布魏延要投降曹魏的谣言，然后率部突然去攻打魏延。魏延猝不及防，抵挡不住，被迫率残部逃走，遂被杨仪的人马给一举追歼了。
两种说法，孰真孰假?三国史权威吕思勉认为两说都非事实。他推测诸葛亮病危时，根本来不及制定退兵计划就溘然而逝了。丞相死后，杨仪、费祎、姜维等人秘密拟定了一个撤退计划，他们知道魏延力主北伐，担心他不听命令，于是派费祎去探魏延口风。魏延果然不愿撤，还非要自己制定另一份用兵计划，并邀费祎一起联名颁发下去。费祎逃回后，杨仪等知道无可挽回，就只得将他置之不顾，打算率主力开拔返蜀。
魏延刺探到消息后，大怒，打算趁主力正打点行装、还没有拔营回撤之时，抢先开拔，并占据了南谷口。事情到了这一步，两军不得不同室操戈、正式厮杀一番了。魏延虽勇冠三军，但他的部队是蜀军先锋，人数不会多，而杨仪是丞相幕府里的参军，北伐大军的主力尽归其统辖，众寡不敌，所以魏延被打的大败亏输。
魏延是蜀国大将，他死后，必然要宣布罪状。于是，谋反投魏的诬陷大帽被扣在他头上。然而，《三国志》里载有寥寥几句话：“魏延不北降魏而南还，乃是要除杀杨仪等，本意如此，不便背叛”。由此可见，魏延死于和杨仪的内讧，死后却被栽赃陷害欲谋反叛逃，他的死堪称千古奇冤。
一代名将，蜀汉国防中流砥柱
魏延本是军中一部曲，后随刘备入川，他作战勇猛，智谋出众，屡立战功。魏延不仅是刘备时期的重将，也是后主刘禅即位前期蜀汉当之无愧的国防中坚。刘备取汉中后，不用张飞、赵云等宿将，却慧眼识才，将彼时还声名不显的魏延攫拔为汉中太守，排位仅次于关羽、张飞。魏延果然不负刘备厚望，他将兵力部署在汉中周围的军事堡垒中，将汉中守得坚如磐石， 使虎视眈眈的曹魏大军无法集中力量，始终无法前进一步。
魏延还是一位谋勇兼具的军事家，军事业务水准不逊于诸葛亮，在以奇用兵上或许还超过诸葛亮。诸葛第一次出兵北伐时，魏延就曾多次向他提出一个令后世无数军事家击节赞叹的奇策：大军出汉中后兵分两路，一路出斜谷，另一路出子午谷，直捣关中核心——长安。
此计看似冒险，却大可一试。诸葛亮用兵极度谨慎，否定了魏延出奇制胜之计，而是用“十全必克”的稳妥打法，屡出祁山却一次次无功而返......蜀国灭亡时,刘禅宠信的宦官黄皓居然也感叹道:“假如魏延在，局势也不会如此啊”!此话的意思是，若魏延在，蜀汉也不会这么快就亡掉了。魏延的能力与威信，由此可见一斑。