曹爽死后，曹魏的统治在形式上又维持了十六七年。这是因为，曹氏已统治了几十年，朝里朝外忠于曹魏的势力还相当强大。在司马懿与曹爽的斗争中，司马懿尽量抓曹爽的缺点，把自己打扮成一个受明帝托孤的元老忠臣。所以，当时有些忠于曹氏的人也多站在司马氏一边。在他们眼中，看到的是曹爽的缺点和司马懿的忠贞。而司马氏要想取代曹魏政权，还必须在整个官僚集团的人们心中树立起自己的威望，并对那些曹魏的忠臣进行一次次的清扫。
司马懿死后，他的长子司马师接替了他的职位，为抚军大将军、录尚书事，代司马懿主政，不久，进位为大将军。嘉平六年，司马师杀中书令李丰、太常夏侯玄、光禄大夫张缉。李丰在中书两年，魏少帝常常召见他。司马师问李丰，皇帝同他说了些什么。李丰不以实告。于是司马师怒，以刀镮打杀李丰。杀夏侯玄则是因为他与曹爽是姑表兄弟，张缉则是魏少帝皇后的父亲。三人都与曹魏的关系密切。同年，司马师逼皇太后废了魏少帝，另立高贵乡公曹髦为帝，改元正元。曹髦是曹丕的孙子，东海王曹霖的儿子，当时只有14岁。正元二年（255年），镇东将军毋丘俭、扬州刺史文钦于寿春起兵，共同讨司马师。不久，两人战败，毋丘俭被杀，夷三族；文钦则南奔，降吴。平毋丘俭后不久，司马师病死在了许都。
司马师死后，司马昭代为大将军，录尚书事。甘露二年，征东大将军诸葛诞反。司马昭挟持皇帝曹髦东征，围寿春，寿春破，诸葛诞被杀。自此，忠于曹魏的内外势力大体被司马氏剪除干净。不仅满朝大臣大都是拥护司马氏的人，连宫内近臣和宫中卫士也多半成了司马氏的心腹，曹魏大势将去。
曹髦做了六年的傀儡皇帝，终于忍不下去了。甘露五年四月，曹髦决定与司马昭做最后一拼。他对近臣侍中王沈、尚书王经、散骑常侍王业说：“司马昭之心，路人皆知也。吾不能坐受废辱，今日当与卿等自出讨之。”尚书王经听后，赶忙劝道：“今权在其门，为日久矣，朝廷四方皆为之致死，不顾逆顺之理，非一日也。且宿卫空阙、兵甲寡弱，陛下何所资用？而一旦如此，无乃欲除疾而更深之邪！祸殆不测，宜见重详。”曹髦也是年轻气盛，从怀里取出讨伐诏书扔在地上说：“行之决矣。正使死，何所惧！况不必死耶。”随后曹髦入宫将自己的决定禀告皇太后，可王沈与王业也是司马昭的人，他们赶忙跑去告诉司马昭，要他早做准备。
曹髦禀告皇太后后，拔剑登车，率领殿中宿卫、宫中奴隶数百人，鼓噪而出。曹髦先遇着了司马昭的弟弟屯骑校尉司马伷。司马伷的兵士看见是皇帝，不敢犯驾，一哄而散。很快，曹髦又遇到贾充，贾充是司马氏的死党，他的部众看见是皇帝，也想跑。这时候，有个叫成济的人问贾充：“事急矣，当云何？”贾充听后说：“司马公畜养汝等，正为今日。今日之事，无所问也。”成济听贾充这么说，赶上去一枪就把曹髦刺死在了车上。
消息很快传到司马昭那里。司马昭听说成济杀了皇帝，连忙赶到朝堂上，召集大臣们商量。司马昭问老臣陈泰：“您说，现在叫我怎么办好呢？”
陈泰回答说：“唯有斩了贾充的头，才能多少向天下交代啊。”
司马昭当然不会同意杀贾充，就又问陈泰：“还有没有其他办法啊？”陈泰正色说：“只有比这更重的办法，没有再轻的了。”司马昭一听，就不吭声了。
起初，司马昭想不了了之，他以太后的名义下了一道诏书，给曹髦加上许多罪状，将其废作平民，企图把曹髦被杀的事掩盖过去。可群臣依旧议论纷纷，责问司马昭为什么不惩办凶手。司马昭没法，就把罪责全推给了成济，将成济定了一个大逆不道的罪，满门抄斩了。
司马昭立了曹操的孙子、燕王曹宇的儿子、15岁的曹奂为帝，就是魏元帝，改元景元。从此，司马氏改朝换代所缺少的就剩下对外立威了，于是灭蜀与灭吴也就提上了日程。
蜀汉后期，庸主刘禅听信宦官黄皓，政治昏聩。大将军姜维也因害怕黄皓陷害而不敢驻在京城成都。公元261年，吴派使臣薛珝访蜀，回国后薛珝对吴主孙休回报蜀国情况：“主暗而不知其过，臣下容身以求免罪，入其朝不闻正言，经其野民有菜色。”
公元263年，司马昭派将军邓艾、诸葛绪各统兵三万，钟会率主力十余万，分兵三路攻蜀。蜀汉大将军姜维集中蜀汉主力于剑阁，守住关口要道进行阻击，双方于剑阁僵持不下。邓艾见蜀军主力死守剑阁，于是领精兵绕道到剑阁西面的一条羊肠小道，向南进军。这里本是人迹不到的地方，邓艾率兵逢山开路，遇河架桥，深入七百里，仍没被蜀军发现。
最后，他们挺进到一条绝路上，那里山高谷深，已经没有路了。此时，邓艾军所带粮草也已快耗尽。在这种情况下，邓艾孤注一掷，身裹毡毯，从悬崖峭壁直滚而下。将士们见主帅已经拼了命，就也跟着滚了下去，终于越过了这条绝路，并继续挺进，拿下了蜀汉的江油。由于蜀汉后方兵力空虚，这以后邓艾**，势如破竹，直攻成都。
邓艾军先攻下涪，到雒，离成都只有80里。无能的蜀汉后主采用了光禄大夫谯周的主张，向邓艾投降。后主的儿子北地王刘谌见大势已去无力挽回，带着妻儿在祖庙里大哭一场后，先杀死妻儿，然后自杀了。后主投降后，命姜维向钟会投降，蜀汉将士无不悲愤，都气得拔刀乱砍石头。史书记载，蜀亡时有28万户，男女94万口，将士10万人，吏4万人。
邓艾灭蜀汉以后，后主刘禅仍留在成都。不久钟会与蜀汉降将姜维发动兵变，失败后两人都被乱兵砍死。司马昭为防止蜀汉死灰复燃，就派心腹贾充把刘禅接到了洛阳。经钟会兵变后，蜀汉的大臣大多死的死、走的走，随同后主刘禅一起到洛阳去的只有地位比较低的官员郃正和刘通两人。刘禅不懂得如何与人交往，一举一动全靠郃正指点。到了洛阳，司马昭以魏元帝的名义封刘禅为安乐公，并将他的子孙和原蜀汉的五十多名大臣一起封了侯，以笼络人心，稳定对蜀汉地区的统治。
有一天，司马昭大摆酒宴，请刘禅和原来蜀汉的大臣参加。宴会中间，还特地叫了一班歌女演出蜀地的歌舞。蜀汉的大臣看到这些歌舞，联想到亡国的痛苦，多伤心地流下眼泪。只有刘禅看了开怀大笑，就像在自己的宫里一样。
司马昭看到后对贾充说：“刘禅没有心肝到了这步田地，恐怕就是诸葛亮能活到现在，也无法使蜀汉维持下去，何况是姜维呢！”
几天后，司马昭又一次接见刘禅，他问刘禅：“您还想念蜀地吗？”
刘禅乐呵呵地回答：“这儿很好啊，我已经不想念蜀地了。”司马昭看到刘禅是这样的一个糊涂人，知道他对自己没有任何威胁，也就没有杀他。蜀汉已经灭亡，司马氏对外立威的效果已经达到。而曹髦死后，魏元帝完全听命于司马昭，司马氏改朝换代的时机已经成熟。