这时，叛军内部发生了内讧，高定部将杀死了雍闿，结果造成孟获军停止了向卑水地区的增援。
诸葛亮看到已经不能将叛军聚而歼之，于是果断向当面的高定军发起了进攻，击败了高定军。
高定的部队后撤到邛都准备继续抵抗，又被诸葛亮大军击败，并攻占了邛都。
高定带领残部二千人不肯投降继续抵抗，被蜀军最后全部消灭，高定战死。
这时，孟获军已经向益州郡老家撤退，诸葛亮大军立即展开追击。
与此同时，马忠的东路军进展顺利，在牂柯郡击败了朱褒部队，平定了该地区的叛乱。
李恢军在攻入南中益州郡一带——孟获的根据地后，遭到了强大部族武装的包围。
李恢在孤军深入、又没有诸葛亮大军消息的情况下，利用欺骗手段、麻痹部族武装，而后趁其不备，发起反击。
一举将优势的敌军击败，并荡平了益州南部地区，占领了孟获的根据地，切断了孟获军的退路。
诸葛亮听说，孟获为当地人所信服，于是便想生擒他。
225年5月，诸葛亮大军渡过泸水，进入益州郡。
在克服了气候、地形、运输等困难后，在味县以北地区追上了孟获的部队。
经过激战，从而击败了孟获的部队，生擒孟获。
诸葛亮带他到营阵观赏，问他觉得蜀军如何，孟获回答他：
“我之前不知你军虚实，所以才战败。现今蒙赐观看营阵，原来只是如此，必定可以胜利了。”
诸葛亮的心意在北方，又知道南人叛乱问题严重，便用马谡提出的“攻心为上，攻城为下，心战为上，兵战为下”的方针，要孟获心服口服。
只是向孟获一笑，将他放走再战。
经过七次擒纵，诸葛亮仍继续放走孟获。
孟获及其他夷人开始反思，不再离去，孟获说：“公真是天上的神威，南人不再反叛了。”
接着，诸葛亮大军南下到达味县地区与李恢的部队会师。
随后，大军向西挺进，进兵滇池，并分兵平定了四周的部族。
这时是225年秋，整个战役胜利结束，至12月回到成都。
南中已平定，东吴刘阐亦从交州回到吴国，打消了接管的念头。
而诸葛亮则分南中四郡——益州、永昌、牂柯、越巂为六郡——益州、永昌、牂柯、越巂、云南、兴古，以当地人或将领统领。
有人曾劝谏诸葛亮留兵镇守，但诸葛认为这有三不易：