司馬睿于咸寧二年（276年）生于洛陽，祖父瑯琊王司馬伷是司馬懿的庶子，魏帝曹芳正始年間，始受封為南安亭侯。嘉平元年（249年），司馬懿發動高平陵政變，從而控制了曹魏政府的實權。之后，司馬懿分別派諸子出任境內幾個重要地區的都督。司馬伷以寧朔將軍之職坐鎮鄴城。鄴城是曹操封魏王時的都城，曹魏王公的聚居之地，素為屯兵屯糧的重鎮。司馬伷被委鎮此地，反映了司馬懿對他的重視。

西晉開國后，司馬伷又歷任尚書右仆射、撫軍將軍、鎮東大將軍、假節、都督徐州諸軍事等職，初封東莞郡王，后改封瑯琊王。平吳之役，司馬伷率軍出涂中，立有大功，遂進拜侍中、大將軍、開府儀同三司、并督青州諸軍事等職。司馬睿父司馬覲為司馬伷長子，初拜冗從仆射，后襲爵瑯琊王。平生碌碌，地位顯赫。 [1] 

太熙元年（290年），司馬覲去世，年僅十五歲的司馬睿依例襲瑯琊王爵。同年四月，晉武帝司馬炎去世。繼立的司馬衷魯愚遲鈍，無力駕馭政局。在動蕩險惡的政治環境中，處于帝室疏族地位的司馬睿無兵無權，為避殺身之禍，他采取恭儉退讓的方針，盡量避免卷入斗爭的旋渦。但在當時也獲得名士嵇康之子、侍中嵇紹的高度評價。在洛陽，司馬睿交結密切的朋友只有王導。王導，字茂弘，出身于北方頭等士族的瑯琊王氏，公認的名士領袖王衍是其族兄。王氏家園所在的瑯琊國，是司馬睿的封國。司馬睿的瑯琊國在西晉算是大國，并與司馬越的東海國相鄰。 [1] 

永興元年（304年）七月，“八王之亂”進入高潮。東海王司馬越挾持晉惠帝司馬衷親征鄴城。當時，坐鎮鄴城的將軍是皇太弟成都王司馬穎（前不久，司馬穎擊殺了執政的長沙王司馬乂，強迫惠帝封他為皇位繼承人）。在取得了都督中外諸軍事、丞相等職務之后，司馬穎將皇帝的乘輿服御盡數劫入老巢，并以鄴城遙制洛陽。司馬穎的橫暴和專權，引起了另外一些實力派人物的不滿。尚書令司馬越乘機以惠帝的名義發布檄書，征召四方軍隊討伐司馬穎。時任左將軍的司馬睿奉命參加了討鄴戰爭，年二十九歲。兩軍在蕩陰（今河南湯陰）展開激戰。結果司馬越兵敗，遁回封國東海。惠帝及隨軍大臣被司馬穎劫掠入鄴，司馬睿也在其中。不久司馬睿的叔父東安王司馬繇因得罪司馬穎而遭殺害。司馬睿害怕禍事殃及自己，潛逃出鄴。在出奔洛陽的途中，他行至黃河岸邊曾被津吏捕獲，險遭不幸。司馬睿到達洛陽，馬上將家眷接出赴往瑯琊（治今山東膠南縣）去了。 [1] 

永興二年（305年），東海王司馬越起兵下邳，準備西迎晉惠帝時，起用瑯琊王司馬睿為平東（后遷安東）將軍兼徐州諸軍事，留守下邳，看管后方。司馬睿受命后，請王衍從弟、參東海王越軍事的王導為司馬，委以重任。 [2] 

永嘉元年（307年）九月，司馬睿偕王導渡江至建鄴。晉室政治中心，自此逐漸南移江東。永嘉南渡后，王導始終居機樞之地，王敦則總征討于上游，王氏家族近屬居內外之任，布列顯要者人數甚多。以王導、王敦為代表所構成的王氏家族勢力在當時是非常牢固的，這使“王與馬共天下”的局面在江左維持了二十余年，直到庾氏家族興起，抑制王氏并凌駕于王氏為止。 [1] 

建興四年（316年），劉曜圍長安，12月11日，晉愍帝無奈出降，西晉亡。

建興五年（317年）4月6日，司馬睿承制改元，即晉王位（尚未稱帝），改元建武，史稱東晉。他廣辟掾屬以為輔佐，有“百六掾”之稱。農歷六月，孤懸在北方的晉地方長官劉琨、段匹磾、劉翰等一百八十人上書勸進。 [1] 

建武二年（318年）4月23日，晉愍帝死于漢國的訃告傳到江東，司馬睿才于4月26日即皇帝位（“上尊號”），改元太興。東晉據長江中下游以及淮河、珠江流域地區。

司馬睿即位后，因為在皇族中聲望不夠，勢單力薄，所以得不到南北士族的支持，皇位不穩。但是，他重用了王導。王導運用策略，使南方士族支持司馬睿，使北方南遷的士族也決意擁護司馬睿，穩定了東晉政權，維持了偏安局面。司馬睿十分感激王導，任他為宰相，執掌朝政。時人謂之“王與馬，共天下”。 [3] 

司馬睿完全信任王導，叫他“仲父”，把他比作自己的“蕭何”。王導也經常勸諫司馬睿克己勤儉，優待南方士民，與人為善。司馬睿和王導在草創期上演了一場君臣相敬相愛的佳話。瑯琊王家也達到了權勢的高峰，除了王導擔任丞相，王敦控制著長江中游，兵強馬壯；四分之三的朝野官員是王家人的或者與王家相關的人。另外，王家在南朝時期出了八位皇后。 [4] 

大權旁落引起司馬睿極大的不滿，他引用劉隗、刁協、戴淵等為心腹，試圖壓制王氏權勢。

永昌元年（322年），素有野心的王敦以誅劉隗為名，在武昌起兵，直撲石頭城（即建康）。王導為保全王氏家族利益，暗助王敦。王敦攻入建康，殺戴淵等，劉隗投奔石勒。 [1]  司馬睿一敗涂地，無奈之下，司馬睿“脫戎衣，著朝服”，對王敦說：“你如果想當皇帝，早和我說啊，我把皇位讓給你，還當我的瑯琊王去。何苦讓百姓跟著受苦呢？”司馬睿近似哀求的話，并沒有撫平王敦的野心。不久，王敦便自己為自己加官進爵，自封為丞相、都督中外諸軍、錄尚書事。司馬睿征討王敦時，曾下令“有殺敦者，封五千戶侯”，而王敦卻把自己“封武昌郡公，邑萬戶”，無疑又將司馬睿嘲弄了一番。司馬睿皇帝徒具虛名而已，朝中任何事情都由王敦做主。王敦看到太子司馬紹有勇有謀，便想以不孝而廢之，后因百官皆不從而作罷。四月，王敦還師武昌，遙控朝政。此后，王敦更加猖狂，以至于司馬睿和他的朝廷成了擺設。

司馬睿見無法動搖王氏的權勢，自己名為天子，號令卻不出宮門，漸漸憂憤成病，臥床不起。他想到大臣中只有司徒荀組對自己比較忠順，就任命他為太尉兼領太子太保，打算讓他參與朝政，鉗制王導。不料司徒荀組受任不久就病死，司馬睿更加憂傷，病勢加重。 [3] 

永昌元年閏十一月初十日（323年1月3日），晉元帝憂憤病逝。終年47歲，在位6年。謚號元皇帝，廟號中宗，葬于建平陵（江蘇江寧）。 [1]  遺詔由太子司馬紹繼位。