然而根据史书记载,诸葛亮确实制造过木牛、流马。《三国志诸葛亮传》记载:“(建兴)九年(231),亮复出祁山,以木牛运,粮尽退军……十二年春,亮悉大众由斜谷出,以流马运,据武功五丈原,与司马宣王对于渭南。”尽管上述记载没有《三国演义》描绘得那么神奇,但也可以从中看出诸葛亮以木牛、流马运粮的历史事实。那么,木牛、流马究竟什么样的机械呢?《诸葛亮集》中的一段文字,应该是可靠的资料:“木牛者,方腹曲头,一脚四足,头人领中,舌著于腹。载多而行少,宜可大用,不可小使;特行者数十里,群行者二十里也。曲者为牛头,双者为牛脚,横者为牛领,转者为丰足,覆者为牛背,方者为牛腹,垂者为牛舌,曲者为牛助,刻者为牛齿,立者为牛角,细者为牛鞅,摄者为牛鞭轴。牛仰双辕,人行六尺,牛行四步。载一岁粮,日行二十里,而人不大劳。”这段记载,尽管对木牛形象作了描绘,并且下文还对流马的部分尺寸作了记载,但是因为没有任何实物与图形存留后世,多年来,围绕着木牛、流马,人们作过许多猜测。
一种意见认为,木牛、流马都是经诸葛亮改进的普通独轮推车。这种说法,源自《宋史》、《后山丛谈》、《稗史类编》等史籍,认为木制独轮小车在汉代称为鹿车,诸葛亮加以改进后称为木牛、流马,北宋才出现独轮车的称呼。这两种独轮车都很独特,其车形似牛似马,具有独特的运输功能。木牛有前辕,引进时人或畜在前面拉,人在后面推。而流马和木牛大致相似,只是没有前辕,行进时不用拉,仅靠人推。值得一提的是,三国时蜀汉偏处西南一隅,马匹有限,并且多被用于骑兵作战。运粮运草主要靠人力,这样,木牛流马便应运而生,发挥了很大的作用。这种说法还以四川渠县蒲家湾东汉无名阙背面的独轮小车浮雕等实物史料为佐证,认为这些东汉的独轮车,都再现了木牛、流马的模样。但是,有人对此颇有微辞,认为四轮车与独轮车的机械原理十分简单,无须大书特书,诸葛亮的本领也不至于如此平庸。
还一种意见认为,木牛、流马是新款的自动机械。《南齐书祖冲之传》说:“以诸葛亮有木牛流马,乃造一器,不因风水,施机自运,不劳人力。”意思指祖冲之在木牛流马的基础上,造出更胜一筹的自动机械。以此推论,三国时期利用齿轮制作机械已属常见,后世所推崇的木牛流马,不可能是汉代已有的独轮车,很有可能是令祖冲之感兴趣的、运用齿轮原理制作的自动机械。然而遗憾的是并无实物留于后世。