司馬炎為司馬昭長子，曾出任中撫軍；但是司馬昭卻有意讓幼子司馬攸繼承，但在重臣的反對之下，司馬炎於265年5月被封為晉王太子。同年8月司馬昭過世之後，司馬炎繼承晉王的爵位。次年1月，司馬炎逼迫魏元帝曹奐禪讓，即位為帝，國號晉。晉武帝大肆分封宗室為王並使其掌握兵權，以補曹魏由於過度壓抑宗室，導致皇帝孤立最後被權臣所篡的前車之鑒；同時於268年頒布泰始律令，並於279年命賈充、楊濟、杜預、王濬等伐吳，280年3月孫皓投降，孫吳滅亡，自從黃巾之亂以來的分裂局勢暫時獲得統壹。
司馬炎在統壹之後，以為天下無事，便將州郡的守衛兵加以撤除，同時實施占田法與課田法，企圖與民生息；但是司馬炎也是好色之徒，曾經於西元273年禁止全國婚姻，以便挑選宮女；滅亡孫吳之後又將孫皓後宮的五千名宮女納入後宮，於是司馬炎的後宮便有萬人規模。司馬炎為臨幸的方便，便自己乘坐羊車在後宮內逡巡，停在哪個宮女門前便前往臨幸；而宮女為求皇帝臨幸，便在住處前灑鹽巴、插竹葉以引誘羊車前往。而且邊境的少數民族遷入中原，引發少數民族與漢人的沖突，郭欽、江統等人相繼以徙戎論，勸晉武帝用武力將內遷的少數民族強制徙遷回原住地，但晉武帝不用。290年晉武帝死於含章殿，葬於峻陽陵。
晉武帝本人是繼承司馬懿、司馬師、司馬昭三代的基業而稱帝的，但本身並非英明之君，罷廢州郡武裝、大肆分封宗室與無法處理少數民族內遷問題，種下日後八王之亂與永嘉之亂的原因。