司馬師早年迎娶夏侯尚之女夏侯徽，二人育有五女。據《晉書》記載，夏侯徽知道司馬師不是曹魏的忠臣，司馬師也對出身夏侯家族的妻子非常顧忌。青龍二年（234年），司馬師毒殺夏侯徽。 [2] 

曹魏景初年間（237年三月-239年），司馬師擔任散騎常侍，多次升遷后擔任中護軍。他設置選用人才的法規，推舉人才不超越其功勞，官吏無從徇私。后來司馬師母親去世，司馬師為她守喪，獲得孝子之名。 [3] 

嘉平元年（249年），司馬懿發動“高平陵之變”。司馬師親自率兵屯司馬門，控制京都。事后，論功封為長平鄉侯，加衛將軍之職。而事變前夜，當司馬懿將計劃告訴司馬師與司馬昭后，司馬昭擔心的整晚都睡不著，而司馬師卻像平常一樣安睡。次日清晨，會兵司馬門，司馬師鎮靜內外，置陣甚整。司馬懿看到之后，頗為感嘆：“我的這個兒子，竟然這么厲害。”當初，司馬師陰養死士三千，散在人間，至今日，一朝而集，眾人莫知所出。大功告成后，司馬師因功被封為長平鄉侯，食邑千戶。不久，司馬師被加封為衛將軍。 [4] 

嘉平三年（251年），王凌反叛，司馬師攜帶著養子司馬攸，跟隨司馬懿出征王凌 [5]  。

在平定王凌之后，司馬懿去世，司馬師成為撫軍大將軍，執掌魏國軍政大權，嘉平四年（252年），升為大將軍， [7]  意欲攻取東吳新建的堤壩。十二月，發兵攻打東興，并聽取諸葛誕的計劃；分三路攻擊，主力放在諸葛誕自己的部隊，并架起浮橋。東興之戰，司馬師任命司馬昭作為都督，并由司馬昭統領征東將軍胡遵、鎮東將軍諸葛誕伐吳，戰于東關。但卻被諸葛恪所擊敗。朝臣眾議要把諸葛誕等參戰的武將下貶職位，司馬師把戰敗歸咎于自己，并說到：“我不聽公休，以至于此。此我過也，諸將何罪？”司馬昭因為是都督，所以被削弱稱號，其他武將都沒有過大的懲罰，只是將防區對調而已。

嘉平五年（253年）五月，吳國太傅諸葛恪派遣二十萬大軍包圍合肥新城，朝廷紛紛議論，擔心分兵攻打淮泗，并有守住各個水口的打算。司馬師說道：“諸葛恪剛得到吳國的權力，欲使用一時的權利，合兵于合肥新城，希望再次成功，沒有空余時間攻擊青州和徐州。況且水路口岸不單只一個，多防的地方則用多兵，少防的地方則不足以抵御。”諸葛恪把兵力全都集中在合肥新城，就如司馬師所料，并派司馬孚督諸軍二十萬防御，鎮東將軍毌丘儉與揚州刺史文欽等請戰。司馬師說：“諸葛恪軍隊輕裝深入，投兵于絕境，兵力的鋒芒難以抵御。況且新城小而堅固，攻擊也未能馬上攻克下來。”命令諸將以高壘來對待，諸葛恪相持數月，攻城兵力力竭，死傷過半。司馬師命文欽督遣精銳部隊會合，要其斷諸葛恪的退路，毌丘儉等將斷后。諸葛恪懼怕而遁逃，文欽上前大敗敵軍，斬首萬余人。 [8] 

嘉平六年（254年）二月，曹芳打算令中書令李豐、太常夏侯玄、光祿大夫張緝等人欲發動政變。廢除司馬師，欲改立太常夏侯玄為大將軍，但計劃泄露，三人被司馬師誅殺，夷滅三族，廢張皇后，魏國一時陷于混亂。 [9]  同年，司馬師對曹芳有所猜疑，廢曹芳為齊王，司馬師本打算立彭城王曹據為帝，但郭太后要求立高貴鄉公曹髦為帝，在郭太后的堅持下，司馬師爭執不過，于是派使者迎立曹髦到洛陽登基，司馬師和司馬昭兄弟繼續掌握大權。 [10] 

正元二年（255年），鎮東將軍毌丘儉及揚州刺史文欽起兵反司馬師，并把自己的四個兒子當成人質送到東吳，向孫亮討好，卻并未得到東吳的大力支援。春一月，毌丘儉、文欽渡過淮河由壽春向西進發，沒有辦法搗洛陽占許昌，走到了項縣就停住了。司馬師吩咐監軍王基帶領前鋒部隊扎在“南頓”，對毌丘儉、文欽監視，另派諸葛誕帶領豫州的兵，進攻壽春；派胡遵帶領青州、徐州的兵，斜出譙縣與今日的商丘之間，斷絕毌丘儉、文欽從項縣回歸壽春的路。司馬師自己親率主力，屯聚在汝陽。另外，司馬師又叫鄧艾帶一萬多名“泰山諸軍”部隊到樂嘉縣，做出不堪一擊的樣子，引誘毌丘儉、文欽出擊。毌丘儉果然就叫文欽來打鄧艾，司馬師就指揮大股騎兵，從后面襲擊文欽，文欽大敗。毌丘儉在項縣城里聽到消息，慌忙棄城而走。毌丘儉走到慎縣以后，躲在河旁的草叢里被老百姓射死。文欽一口氣逃往了東吳。毌丘氏與文氏兩家的人，凡是留在魏國的，都一齊被斬殺。 [11] 

當初，文欽之子文鴦帶兵襲營，司馬師驚嚇過度，再加上本來眼睛上就有瘤疾，經常流膿，致使眼睛震出眼眶。于正元二年（255年）正月二十八日（255年3月23日）痛死于許昌，終年四十八歲。 [12] 

二月，曹髦素服臨吊，謚號忠武。咸熙元年（264年），司馬昭受封晉王，追尊司馬師為晉景王。咸熙二年十二月丙寅（266年2月8日），司馬炎稱帝，尊司馬師為景帝，其墓稱峻平陵，廟號世宗。 [13]