后来刘备举全国之力讨伐东吴，孟达直到孙刘联盟一旦瓦解，必定会被曹魏各个击破，所以就寻找机会打算投靠曹魏。其实刘备对待孟达还是不错的，但是导致关羽死亡这样的事情确实是大问题，自己很可能会被刘备处置。所以孟达就投向了曹魏，并且得到了曹丕的赏识，得以继续在十堰地区驻防。
不过曹丕在位的时间很短，在不久之后就去世了，而新上位的曹睿非常讨厌孟达，因为其多次叛徒，所以不打算重用孟达。这个时候孟达又联系到了蜀国的诸葛亮，当时的诸葛亮正在忙于北伐，但是诸葛亮偷偷的将消息传到了孟达部下申议的耳中，申议素来和孟达不合，所以就将这个消息告诉了司马懿。
司马懿自然知道孟达是一个怎样的人，而司马懿双管齐下，一方面写信给孟达将他安抚住，另一方面率领着大军直接来到孟达驻守的城池下面，攻破了城门，将孟达擒杀。孟达这个三次叛主的反复无常的人，终于被诸葛亮和司马懿两人联手玩死了。
