公元228年，蜀后主（刘禅）建兴六年，丞相诸葛亮驻扎汉中，北伐曹魏，并出祁山，令蜀将赵云、邓芝为疑军，负责拒魏，后为曹真所败，退军时便烧毁赤崖栈道，之后诸葛亮组织人力修治。
公元230年，魏明帝（曹睿）太和四年，（大司马）曹真伐蜀，一军从斜谷入，“深入险阻，凿路而前……治道功夫，战士悉作”（《三国志·王肃传》载）。
公元233年，蜀后主建兴十一年，诸葛亮第六次伐魏，兵出岐山，由斜谷出兵五丈原，大举“治斜谷邸阁”。次年春，整修褒斜栈道，以“木牛流马”运粮草。八月，诸葛亮病逝于五丈原。魏延与杨仪不和，领兵先归汉中，又“烧绝所过栈道”，后修复。
公元263年，魏元帝（曹奂）景元四年十一月，魏将钟会分兵由褒斜道、子午道、傥骆道灭蜀，令牙门将许仪在前整修道路。十二月，魏荡寇将军李苞“将中军兵石木工二千人，始通阁道”。
北魏宣帝正始三年(506)梁秦二州刺史羊址奏请"修石门阁道"，朝廷遣左校领贾三德"领徒一万人石工百人"，修复褒斜栈道，这次整修中对褒斜栈道路线进行了改变，即将栈道北段入斜谷改为越紫柏山、柴关岭至回车经凤县出散关到宝鸡。
西魏恭帝拓拔廓元年（公元554年）五月，乐炽叛魏，“闻官军至，乃烧毁栈道”。
如此，自北魏开始，乃至以后，褒斜栈道的路线便多次经历变化。而且，直至唐代，前期的褒斜旧道仍通行旅，但非驿路。到唐中叶以后，褒斜道已离旧线，并被开辟成驿路。
唐敬宗（李湛）宝历二年（公元826年），兴元（汉中）节度使裴度奏修褒斜路。唐文宗开成四年(839)，山南西道节度使重新整修，到唐僖宗乾符二年(876)“诏以晋晖及神策军使张造，率兵屯黑水(即褒水)，修栈道以通往来”。唐宣宗（李忱）大中三年（公元849年）十一月，山南西道节度使郑涯、凤翔节度使李玭奏修“文川谷道”。唐僖宗（李儇）乾符二年（公元876年），“诏以晋晖及神策军使张造，率兵屯黑水（即褒水），修栈道以通往来”。唐僖宗光启二年（公元886年），李克用攻京师，僖宗南逃，因“兴元（汉中）节度使焚阁道”，而由故道（即陈仓道）来汉中……
宋、元时代都进行过维修。
明洪武二十五年(1392年)，重修栈道时，增修栈道于七盘岭山腰，盘山而行，经鸡头关到褒城。因盘道如蹑云梯，故名"连云栈"。明万历十三年(1585年)，汉中太守崔应科对栈道又进行重修。
明崇祯七年（1643年），褒城县知县易道粹断栈道，守鸡头关（褒斜道南口），使“秦蜀梗塞”。
褒斜道最后一次大规模整修，为清代康熙三年(1664年)巡抚贾汉复所为。