征西將軍陳到接替李嚴駐守永安，陳到的軍隊也歸屬李嚴指揮。
蜀漢建興八年（公元230年），李嚴升任驃騎將軍。同年秋天，魏明帝曹叡派遣司馬懿取道西城，
張郃取道子午谷，曹真取道斜谷，兵分三路大舉進攻漢中。諸葛亮命令李嚴緊急帶領兩萬人馬馳援漢中；
諸葛亮又上表后主劉禪，任命李嚴的兒子李豐擔任江州都督，統率江州地區的軍隊，
負責處理李嚴離開后的公務。因為大雨沖斷道路，曹真等人被迫退軍。
諸葛亮屯兵漢中，考慮到第二年要出兵北伐曹魏，任命李嚴以中都護的身份代行丞相職權，處理丞相府的公務。
這一年，李嚴改名為李平。蜀漢建興九年（公元231年），諸葛亮第四次興兵北伐曹魏，率領大軍進攻祁山（今甘肅省禮縣祁山），
魏將司馬懿、張郃率軍趕來援救，兩軍相持。當時李嚴在后方負責督運糧草，時值夏秋之際，
碰上連降大雨，軍糧供應不上。李嚴于是派遣參軍狐忠、督軍成藩前往拜見諸葛亮，告知讓其退軍；諸葛亮依從，率領大軍退回。
李嚴聽說大軍退回漢中，卻又假裝感到吃驚和意外，還詢問諸葛亮“軍糧充足，為什么要撤回”，
想以此來為自己沒有完成糧草督運的任務開脫罪責，以此推脫是諸葛亮進兵不力的責任。
李嚴又上表給后主劉禪，表示大軍是故意撤退，以誘敵深入，然后發動進攻。
諸葛亮將李嚴前后親筆寫的書信、奏疏的詳細內容都展示了出來，結果證明李嚴的說法前后矛盾。
李嚴理屈辭窮、困窘萬分，只得坦白承認了自己的罪行。
諸葛亮上表給后主劉禪，認為李嚴積蓄私產、沽名釣譽，諸葛亮當初鎮守漢中想調取李嚴的兵馬，
李嚴卻一再阻撓，反而要求劃分五個郡讓他當巴州刺史；去年諸葛亮西出祁山，命令李嚴留守漢中，
李嚴卻拿曹魏司馬懿開府治事的特權說事，想以此威脅諸葛亮讓自己開府。
因此，諸葛亮才提拔他的兒子李豐督領江州，給與優待，以安撫李嚴，保證北伐順利。李嚴到了漢中后，
諸葛亮將丞相府的事務都委托給他，群臣都奇怪，為什么諸葛亮厚待李嚴，是因為北伐大業沒有完成，
此時還不能揭發李嚴的短處。沒想到李嚴心術不正，延誤大事、招災致禍。
于是朝廷追究李嚴的罪責，將他廢黜為平民，流放到梓潼郡。
蜀漢建興十二年（公元234年），諸葛亮第五次北伐，兵出斜谷，與魏將司馬懿在五丈原（今陜西寶雞岐山縣境內）相持不下，
諸葛亮分兵屯田，打算長久駐扎。同年八月，諸葛亮病逝于軍中。李嚴聽說諸葛亮去世，發病而死。
李嚴生前常常希望諸葛亮能重新啟用自己；諸葛亮死后，他推測繼任的人不能做到啟用自己，
所以才會心情憤激而染病去世。李嚴去世后，他的兒子李豐官至朱提郡太守。
諸葛亮曾在寫給孟達的信中評價：處理公務就像流水一樣順暢，斟酌決斷而沒有任何阻滯，這些都是李嚴的優點。
但李嚴獲罪后，諸葛亮評價他：身為大臣受到君主過分的恩寵，李嚴不思忠貞報效，反而橫生是非、避重就輕
欺上瞞下，違背法度，而且指使他人做壞事，性格偏狹而狂傲，目無君主。當他發現自己干的壞事敗露后，又生出了不忠之心。
蜀國大臣陳震評價李嚴“腹中有鱗甲”，意為心胸險惡狡詐，同鄉的人都不敢接近他。
蜀國大臣楊戲在《季漢輔臣贊》中評價李嚴：接受先帝的遺命托孤，參與執掌朝政，但卻居心狡詐、不守法度，
最后因為犯下大錯，在正當盛年的時候遭到貶斥，功勞和事業都因此喪失不存。