司馬炎為曹魏權(quán)臣司馬昭的長子，曾出任中撫軍 [7]  ；司馬昭本意讓幼子司馬攸繼承王位，但在眾臣的反對(duì)之下，于咸熙二年（265年）。冊(cè)封司馬炎為晉國太子 [5-6]  。同年八月，司馬昭中風(fēng)猝死后，司馬炎繼承父親的相國職位和晉王爵位 [8]  。

咸熙二年十二月丙寅（266年2月8日），司馬炎逼迫魏元帝曹奐禪讓，即位為帝 [9]  ，定國號(hào)晉，改元泰始。

泰始二年（266年），立妃楊艷為皇后 [17]  。

泰始三年（267年），立次子司馬衷為皇太子 [18]  。

泰始四年（268年），司馬炎的母親皇太后王元姬去世 [19]  ，葬于崇陽陵 [4]  ；九月，青、徐、兗、豫四州發(fā)生大水，伊洛滿出河面，打開糧倉賑濟(jì)災(zāi)民 [20]  。

泰始六年（270年），立壽安亭侯為南宮王；立皇子司馬柬為汝南王；吳夏口督、前將軍孫秀帶領(lǐng)他的部隊(duì)投降，擔(dān)任驃騎將軍、開府儀同三司，封為會(huì)稽公 [21]  。

泰始九年（273年），立皇子司馬祗為東海王 [22]  。

泰始十年（274年），吳國威北將軍嚴(yán)聰、揚(yáng)威將軍嚴(yán)整、偏將軍朱買投降 [23]  ；同年，鑿開陜南山，決了黃河，使黃河往東注入洛水，以使漕運(yùn)通暢 [24]  。

咸寧元年（275年），追尊宣帝司馬懿 [25]  廟號(hào)為高祖，景帝司馬師 [26]  為世宗，文帝司馬昭 [27]  為太祖 [28]  ；發(fā)生瘟疫，洛陽人口死亡大半 [29]  。

咸寧二年（276年），立楊芷（楊艷堂妹）為皇后 [30]  ；吳將邵凱、夏祥帶領(lǐng)七千余人投降 [31]  。

咸寧三年（277年），將扶風(fēng)王司馬亮改封為汝南王，東莞王司馬伷改封為瑯邪王，汝陰王司馬駿改封為扶風(fēng)王，瑯邪王司馬倫改封為趙王，渤海王司馬輔改封為太原王，太原王司馬颙改封為河間王，北海王司馬陵改封為任城王，陳王司馬斌改封為西河王，汝南王司馬柬改封為南陽王，濟(jì)南王司馬耽改封為中山王，河間王司馬威改封為章武王 [32]  ；立皇子司馬瑋為始平王，司馬允為濮陽王，司馬該為新都王，司馬遐為清河王，鉅平侯羊祜為南城侯 [33]  ；發(fā)生大風(fēng)將樹拔起的事件，天氣突然變得寒冷，五個(gè)郡國降霜，傷害到了谷物 [34]  。

咸寧四年（278年），陰平、廣武連續(xù)發(fā)生多次地震 [35]  ；太醫(yī)司馬程據(jù)獻(xiàn)雉頭裘，帝以奇技異服典禮為由禁止雉頭裘傳播，并在殿前燒毀了它 [36]  ；吳國昭武將軍劉翻、厲武將軍祖始投降 [37]  。

咸寧五年（279年）與太康元年（280年），晉派大軍伐吳 [38]  ，東吳滅亡 [39]  ，從此結(jié)束了三國鼎立的局面。

太康元年（280年），河?xùn)|、高平、三河、魏郡、弘農(nóng)等不少地方下起了冰雹，傷害到了莊稼 [40-42]  ，頒行戶調(diào)式，包括占田制、戶調(diào)制和品官占田蔭客制。

太康二年（281年），淮南、丹陽地震；東夷五國內(nèi)附；郡國十六下了冰雹，大風(fēng)拔樹，破壞了百姓的房子。江夏、泰山發(fā)生洪水，流亡的人口有三百余家；上黨又遇到了暴風(fēng)冰雹 [43]  ；有彗星出現(xiàn)在張和軒轅附近 [44]  。

太康三年（282年），安北將軍嚴(yán)詢在昌黎打敗鮮卑慕容廆，殺傷數(shù)萬人 [45]  。

太康四年（283年），多王去世 [46-47]  ，發(fā)生日蝕 [48]  ，袞州、河南及荊州、揚(yáng)州發(fā)大水 [49]  ，牂柯獠兩千多個(gè)村落歸屬內(nèi)地。 [50] 

太康十年（289年），慕容廆投降晉朝 [51]  。

司馬炎在位期間，封同姓諸王 [15]  ，以郡為國，置軍士，希望互相維系，拱衛(wèi)中央。司馬炎采取一系列經(jīng)濟(jì)措施以發(fā)展生產(chǎn)，屢次責(zé)令郡縣官勸課農(nóng)桑，并嚴(yán)禁私募佃客。招募原吳蜀地區(qū)人民北來，充實(shí)北方，并廢屯田制，使屯田民成為州郡編戶。太康年間出現(xiàn)一片繁榮景象。晉武帝鑒于曹魏末期為政嚴(yán)刻，風(fēng)俗頹廢，生活豪奢，乃“矯以仁儉” [52]  ，不能自存者賜谷人五斛，免逋債宿負(fù)，詔郡國守相巡行屬縣，并能容納直言。還重視法律，親自向百姓講解賈充等人上所刊修律令，并親身聽訟錄囚 [53]  。

滅吳后，司馬炎逐漸怠惰政事，荒淫無度。他為了鞏固皇權(quán)而大封宗室，使得諸王統(tǒng)率兵馬各據(jù)一方。然而，在晉武帝死后，諸王為爭奪中央權(quán)力，內(nèi)訌不已，形成16年的內(nèi)戰(zhàn)，史稱八王之亂。

太熙元年（290年），司馬炎病重，沒有將國家大事托付給重臣，開國功臣都已去世，朝臣惶恐不安，無計(jì)可施。而國丈楊駿（楊芷之父）排斥公卿大臣，親自在司馬炎左右伺候，并趁機(jī)隨意撤換公卿，提拔自己的心腹。司馬炎病情稍有好轉(zhuǎn)，見楊駿所用之人不當(dāng)，就嚴(yán)肅地對(duì)楊駿說：“怎么能這樣做呢！”于是給中書下詔，讓召汝南王司馬亮與楊駿共同輔助王室。楊駿恐怕失去權(quán)柄與寵信，從中書那里借來詔書看，并把詔書藏起來。中書監(jiān)華廙恐懼，親自找楊駿要詔書，楊駿終究不給。過了兩天，司馬炎病危，楊芷奏請(qǐng)讓楊駿輔政，司馬炎點(diǎn)了點(diǎn)頭。于是楊皇后便召華廙與中書令何劭，口頭傳達(dá)司馬炎的旨意，讓他們作遺詔。遺詔寫成后，楊芷與華廙、何劭共同呈給司馬炎，司馬炎看了以后不說話，于兩天后駕崩，享年55歲，葬于峻陽陵 [16]  [54]  。

《晉書·帝紀(jì)第三》《資治通鑒·晉紀(jì)》有記載。