早在公元263年，司馬昭兵發三路
攻蜀，捷報頻傳的時刻，司馬昭就已經加緊了廢魏自立的準備工作。這一年的十月，他擔任相國職務並晉位為晉公，並接受“九錫”。次年，也就是公元264年的7月，司馬昭脅迫魏帝晉升自己為晉王，與此同時命令黨羽賈充、裴秀等分別主持製定禮儀、法律和官製，並在封國之內開始設置百官，王室子孫爵命皆如帝者之儀，一個新的王朝已經有了雛形，司馬氏代魏的條件已經完全成熟。
但司馬昭並沒能成為皇帝，他於鹹熙二年（265年）的八月突然病死。司馬昭去世後，改朝換代的工作自然就落到了司馬昭長子司馬炎身上。司馬炎，字安世，盡管司馬炎在司馬昭的諸子中處於嫡長子的地位，但他的世子權力卻並不是輕易得來的。司馬昭在諸子中更為喜愛學識淵博、才華橫溢的次子司馬攸，最初是打算把王位傳給司馬攸的。他將司馬攸過繼給司馬師為子，表示天下是司馬師打下來的，將來的王位當歸司馬攸。所以司馬炎開始所處的地位並不樂觀。司馬炎為了能取得繼承權，極力拉攏、巴結司馬昭身邊的要臣，通過他們為自己說好話、玩弄手段。也許當時的司馬昭也有了別的心思，終於在他死前三個月正式確立司馬炎為世子。在此之前，司馬炎曾在曹魏政權中擔任過給事中、奉車都尉、中壘將軍加散騎常侍、中護軍、假節、中撫軍等職務，初封爵為北平亭侯，後改封為新鄉侯。在取得世子名位的同時，魏帝又授予他撫軍大將軍、開府、副貳相國等職。在司馬昭去世後，他繼為相國和晉王，總攬全國軍政大權。
幾個月後，司馬炎示意家臣逼魏元帝退位後稱帝，國號為晉，改元泰始，西晉王朝建立。退位的魏帝被司馬炎封為陳留王，從洛陽徙至鄴城，時年司馬炎30歲。魏王朝從曹丕稱帝到魏元帝退位，曆時45年，隻傳了四代，便這樣完結了。