三国时期，司马氏能够完成最终的一统，寿春之战起到了至关重要的作用。其实寿春之战的名气并不大，远远不及官渡之战、赤壁之战和夷陵之战。不过论战役的规模和参战总兵力，寿春之战是最多的。根据记载，这场战役中，曹魏派出了26万大军，而淮南军有15万、吴军有10余万，加在一起超过了50万，这样的规模在当时已经十分恐怖了。司马氏能够彻底取代魏帝，也和他们打赢这场大战有关。
公元256年，曹魏的征东大将军诸葛诞眼见夏侯玄等人被杀，心怀恐惧，于是暗中招兵买马，蓄养了数千死士。在与贾充见面时，诸葛诞表示自己“世受魏恩”，“若洛中有难，吾当死之”。司马昭得知诸葛诞并不支持自己，于是加封诸葛诞为司空，并且征召他入朝。
诸葛诞心里很明白，入朝那就是一条死路，大丈夫岂能坐以待毙?于是在257年，诸葛诞召集诸将，起兵反抗司马昭。诸葛诞袭杀了扬州刺史乐綝，然后将自己的军队驻守寿春，同时派人向东吴求援。当时，诸葛诞手中的兵力并不少，“淮南及淮北郡县屯田口十余万官兵，扬州新附胜兵者四五万人”。
消息传到洛阳后，司马昭挟持了魏主曹髦，“督中外诸军二十六万众”前往淮南平叛。东吴方面在得到诸葛诞的求援后，也立即做出动员。东吴权臣孙綝先派文钦、唐咨、全端、全怿等“帅三万人救之”，接着又派“朱异帅三万人屯安丰城，为文钦势”。在得知朱异战败后，又命“将军丁奉、黎斐等五万人攻魏”。
在这场寿春之战中，诸葛诞、曹魏、东吴三方投入的总兵力达到五十万以上，这已经是整个汉末三国时期规模最大的战役了，参战人数远超官渡之战、赤壁之战、夷陵之战。无论是诸葛亮，还是姜维，他们都致力于北伐，但由于蜀汉国小兵少，能出动的兵力不过十万人，所以一直没有大规模的战役。
当时诸葛诞虽然兵力不少，但却犯了一个错误，他将十五万大军放到了城里，结果一开始就遭到了曹魏大军的围城。魏军最初采取围城打援的策略，先派兵对付东吴的援军。魏军多次击败朱异率领的吴军，同时还派人发起偷袭，“尽焚异资粮”，导致吴军败退。消息传到寿春，诸葛诞开始慌了，因为城内出现缺粮的情况。
此时蒋班、焦彝向诸葛诞献策，趁着军队的士气尚在，出城与司马昭决一死战，不能坐以待毙，“今宜及从心尚固，士卒思用，并力决死，攻其一面，虽不能尽克，犹有可全者，空坐守死，无为也”。但此时的诸葛诞已经没了方寸，他居然要杀蒋班、焦彝，吓得两人出城投降。同时，司马昭还采用了反间计，吴将全端、全怿也率军出城投降了。
这时候寿春城内人心惶惶，“城中震惧，不知所为”。诸葛诞这时候才想起拼死一搏，率兵攻打南围，魏军“矢石雨下”，诸葛诞所部“死伤蔽地，血流盈堑”，被迫撤回城内。经过长时间的围困，魏军最终于258年二月攻破寿春城。诸葛诞在突围时被杀，吴兵万人投降，城内“器仗山积”。