景初二年(238年)，曹叡派遣司马懿攻灭公孙渊，辽东平定。之后，密遣带方太守刘昕、乐浪太守鲜于嗣越海定二郡，诸韩国臣智加赐邑君印绶，其次与邑长。其俗好衣帻，下户诣郡朝谒，皆假衣帻，自服印绶衣帻千有馀人。同年年底，曹叡病危，立燕王曹宇为大将军，欲属以后事，曹宇推辞，于是曹叡听中书刘放、孙资之言改立曹爽为大将军，同司马懿共同辅政。
曹叡在统治后期，大兴土木，滥用民力，临终又托孤失当，导致朝政动荡。司马氏开始崛起，曹氏有心灭司马却根本打不过。
曹芳继位，由司马懿和曹爽辅政，曹爽骄横跋扈，专擅朝政，打压异己，甚至连郭太后也被他软禁;而司马懿则韬光养晦，蛰伏待机，直至在高平陵事变里，将曹爽集团一举击垮，司马家族开始权倾朝野。
之后，司马懿及子司马师、司马昭陆续压平了起自淮南的王凌(嘉平三年，251年)、毌丘俭(正元二年，255年)、诸葛诞(甘露二年，257年)的军事叛乱(“淮南三叛”)，巩固了司马氏的统治。曹芳和曹髦二帝曾先后计划铲除司马氏，但均以失败告终。
嘉平六年(254年)二月，中书令李丰和张皇后的父亲光禄大夫张缉等人图谋废掉司马师，改立夏侯玄为大将军。事情败露，被司马师搜出“衣带诏”，腰斩灭族。同年秋，司马昭奉命出击姜维，到达京师，曹芳在平乐观观兵。许允与左右亲信谋划，乘司马昭请辞的时候将其杀死，率领这支部队讨伐司马昭。
诏书已经写好了，但曹芳因恐惧而没实行。九月，司马师上奏太后废掉皇帝曹芳，改立高贵乡公曹髦为帝。曹芳搬出洛阳，在河内郡重门营建齐王宫，所有礼仪制度都如同诸侯王的封国。
甘露五年(260年)，魏帝曹髦不甘司马氏威胁自己帝位，召见王经等人，对他们说“司马昭之心，路人所知也”(后演变为成语“司马昭之心，路人皆知”)，带领冗从仆射李昭、黄门从官焦伯等，授予铠甲兵器，率领亲兵讨伐，司马昭遂使亲信贾充派遣武士成济杀害曹髦，事后成济被处死，而司马氏家族则没受牵连。司马昭另立常道乡公曹奂为帝。
此外，以竹林七贤为代表的一批玄学名士对司马氏持消极反抗态度，他们之中的大部分在魏末晋初都陆续归服于司马氏，嵇康则被司马氏以非毁名教和欲助毌丘俭为乱之罪名杀害。
这一时期，曹魏与吴蜀交兵仍频，尤以蜀汉姜维为甚，号称“九伐中原”，双方互有胜败。
