潜于山谷，想要伏击陆逊，但被陆逊看破，计策失败，此后两军处于对峙；六月，汉军战败，吴班随刘备退回蜀中。
刘备逝世，太子刘禅继位，吴班晋升为后将军，并受封为安乐亭侯。蜀汉丞相诸葛亮第四次北伐曹魏，吴班以督后部的身份跟随出征，曹魏派遣司马懿统领魏军抵挡汉军。吴班、魏延和高翔在野战中大败司马懿，获得魏军首级三千级，铁甲五千领，角弩三千一百张，司马懿唯有退还保营，后因粮草运送不继，汉军退回蜀中。
北伐大军退还后，负责粮草运输的李严弄虚作假，想逃脱责任，吴班等与诸葛亮共同上书刘禅，请求罢黜李严，此后，吴班逐渐升为骠骑将军，授予节符，并进封绵竹侯。
《汉晋春秋》记载：“五月辛巳，（司马懿）乃使张郃攻无当监何平於南围，自案中道向亮。亮使魏延、高翔、吴班赴拒，大破之，获甲首三千级，玄铠五千领，角弩三千一百张，宣王还保营。”