早在公元263年，司马昭兵发三路
攻蜀，捷报频传的时刻，司马昭就已经加紧了废魏自立的准备工作。这一年的十月，他担任相国职务并晋位为晋公，并接受“九锡”。次年，也就是公元264年的7月，司马昭胁迫魏帝晋升自己为晋王，与此同时命令党羽贾充、裴秀等分别主持制定礼仪、法律和官制，并在封国之内开始设置百官，王室子孙爵命皆如帝者之仪，一个新的王朝已经有了雏形，司马氏代魏的条件已经完全成熟。
但司马昭并没能成为皇帝，他于咸熙二年（265年）的八月突然病死。司马昭去世后，改朝换代的工作自然就落到了司马昭长子司马炎身上。司马炎，字安世，尽管司马炎在司马昭的诸子中处于嫡长子的地位，但他的世子权力却并不是轻易得来的。司马昭在诸子中更为喜爱学识渊博、才华横溢的次子司马攸，最初是打算把王位传给司马攸的。他将司马攸过继给司马师为子，表示天下是司马师打下来的，将来的王位当归司马攸。所以司马炎开始所处的地位并不乐观。司马炎为了能取得继承权，极力拉拢、巴结司马昭身边的要臣，通过他们为自己说好话、玩弄手段。也许当时的司马昭也有了别的心思，终于在他死前三个月正式确立司马炎为世子。在此之前，司马炎曾在曹魏政权中担任过给事中、奉车都尉、中垒将军加散骑常侍、中护军、假节、中抚军等职务，初封爵为北平亭侯，后改封为新乡侯。在取得世子名位的同时，魏帝又授予他抚军大将军、开府、副贰相国等职。在司马昭去世后，他继为相国和晋王，总揽全国军政大权。
几个月后，司马炎示意家臣逼魏元帝退位后称帝，国号为晋，改元泰始，西晋王朝建立。退位的魏帝被司马炎封为陈留王，从洛阳徙至邺城，时年司马炎30岁。魏王朝从曹丕称帝到魏元帝退位，历时45年，只传了四代，便这样完结了。