司懿又将孟达余众七千余家迁往幽州。不久蜀将姚静、郑他等率其属七千余人来降。

上庸城三面环，孟达在城外树立木栅，加固城防。司懿挥师渡，毁其木栅，直城下。太和二年(228年)正月，司懿兵分八路攻城，攻十六天，孟达的外甥邓贤、将李辅开城投降。魏军城，擒斩孟达，传首京师，俘获万余人。司懿回军，仍驻宛城，奖劝农桑，禁止浮费。南方吏民心悦诚服。

当时边郡新附，不实。朝廷想加以实，请司懿京，征询他的意见。司懿认为：“贼以密网束下，故下弃之。宜弘以大纲，则自然安乐”明帝又他吴蜀都该讨伐，应该先从何着手？司懿回答说：“吴以中国不习战，故敢散居东关。凡攻敌，必扼其而摏其心。夏、东关，贼之心。若为陆军以向皖城，引权东下，为战军向夏，乘其虚而击之，此神兵从天而坠，破之必矣”明帝同意他的看法，命他仍旧驻扎宛城。

孟达得信大喜，犹豫不决。司懿则暗中率军讨，诸将见孟达与吴蜀接，劝司懿先观而后动。司懿说：“达无信义，此其相疑之时也，当及其未定促决之”司懿亲自率军日夜兼程前去讨伐孟达，八天后抵达新城城下。吴、蜀派援兵解救孟达，被司懿拦阻于西城的安桥、木兰等地。此前，诸葛亮曾告诫孟达加防范，不要上当，孟达写信给诸葛亮，认为：“宛去洛八百里，去吾一千二百里，闻吾举事，当表上天，比相反覆，一月间也，则吾城已固，诸军足办。则吾所在险，司公必不自来；诸将来，吾无患矣”等到兵临城下，孟达又写信给诸葛亮，惊叹：“吾举事，八日而兵至城下，何其神速也”！

申仪将此事密告司懿后，司懿怕他突然发难，给他去信，详为解，信中说：“将军昔弃刘备，讬国家，国家委将军以疆埸之任，任将军以图蜀之事，可谓心贯白日。蜀人愚智，莫不切齿于将军。诸葛亮相破，惟苦无路耳。模之所言，非小事也，亮岂轻之而令宣，此殆易知耳”

当初蜀将孟达降魏时，魏朝待其甚厚，司懿认为他言行倾巧，不可信任。但皇帝不听，任命孟达领新城太守，封侯，假节。魏文帝死后，孟达失，蜀丞相诸葛亮即暗中与之通信，图谋叛魏。诸葛亮恐他言行反覆无常，想促他速叛，知魏兴太守申仪和他有矛盾，便派郭模到申仪诈降，有意其事。孟达闻此，准备上起兵。

前初，申仪久在魏兴郡，专威权，擅自借皇帝名义刻制印信，私相授予。孟达被杀之后，申仪自生疑虑。当时各郡郡守见司懿克敌制胜，纷纷奉礼祝贺。司懿听之任之，并让人向申仪暗示。申仪只好前来祝贺。司仪乘机将他收捕，送往京师。