司马伦大权在握，开始排除异己，朝中老臣张华等皆被杀害，一时间竟无一人敢反对司马伦。而司马伦的野心也越来越大，竟生出了篡逆之心。淮南王司马允知道司马伦妄图废立皇帝之后，便暗养死士，伺机准备除掉司马伦和孙秀等人，然而事情败露，司马允被迫提前起事，结果被司马允阵前被杀，随从四散而逃，其党羽也多被诛杀。司马伦与孙秀借机大肆株连，数千人因此被杀，这就包括历史著名的美男子潘岳和留下斗富恶名的石崇。
此时的司马伦权势达到了顶峰，不久之后他伪造诏书自封相国，手下党羽也皆被封赏，朝廷成了他的一言堂。公元301年一月，赵王司马伦正式废惠帝，自立为帝，并将晋惠帝软禁在了金墉城。
司马伦的废立行径，引起了其他诸王的不满。在许昌的齐王司马冏，联合河间王司马颙（司马懿三弟安司马孚之孙）、成都王司马颖（司马炎第十六子）、常山王司马乂（司马炎第六子）传檄天下，起兵讨伐司马伦，一时间天下云集响应，拥兵近20万。大战进行了两个多月，死伤多达十万余人，最终孙秀等人战死，司马伦兵败被俘，后被赐酒毒死于金墉城。
司马伦已死，晋惠帝复位，四王以复位之功入主朝廷，执掌大权，朝堂暂时平静下来。然而，还没过多久，四王之间也起了龌龊。司马冏担任大司马一职，主掌朝权。司马颙、司马颖则掌握重兵。司马颖接受谋臣卢志的策略，主动离开洛阳，返回封地邺城，在邺城拥兵自重，四处收买人心。一时间，司马颖的威望大增，颇得民心。同时由于太子以及太子的儿子都死于谋杀，按照继承人顺序，司马颖成为离皇位继承人最近的那个人。
而同样拥有野心的司马冏当然对此颇为不满，于是他拥立了晋惠帝年仅八岁的侄子司马覃为太子，并自任太子太傅。同时，为了对抗司马颖等亲王，又加封自己一派的东海王司马越（司马懿四弟司马馗之孙）为司空。
一年后，也就是公元302年，河间王司马颙接受长史李含建议，率先发难。司马颙派李含、张方吞并洛阳城外，同时传檄诸王，命长沙王司马乂征讨司马冏。双方攻伐数日，最后司马冏大败，司马冏被杀，随之齐王司马冏一派被灭，长沙王司马乂掌控朝权，河间王回兵长安。
司马颙对于司马乂独揽大权心怀不满，多次派人暗杀。公元303年八月，司马乂诛杀了司马颙的亲信李含，司马颙以此为借口，联合成都王司马颖起兵征讨。司马颙派张方带兵7万多、司马颖带兵20余万，黑压压的大兵奔向洛阳。司马乂挟天子之势，大败司马颙、司马颖联军，斩杀六万余人。
按照这么下去，最后取得胜利的还是长沙王司马乂。但关键时刻，本来与司马乂一伙的东海王司马越突然反水，率兵将司马乂拘禁于金墉城，并开城迎接司马颙、司马颖联军进城。不久，司马乂被张方放在火堆上活活烤死，司马乂一派被灭。
征讨成功之后，朝权被三王控制。司马颖还师邺城，并自任任丞相，在邺城遥控掌握朝中大权。不久又废掉太子司马覃。司马颙则乘机献媚，上书要求封司马颖为皇太弟。司马颖以晋惠帝名义下诏同意。
不久，司马颙正被雍州刺史攻击，被迫召张方回师长安，协助自己对战雍州刺史。张方素来为人残暴，长沙王司马乂就是被他活活用火烤死的。张方临走之前，劫掠洛阳百姓数万人，在回军途中，因部队缺粮，残暴的张方竟然下令将百姓杀害，混在牛肉中充当军粮。两晋时期，这类残暴事情多次发生，而张方恐怕是就是“两脚羊”的源头始作俑者了。
东海王司马越一直在洛阳任职，但是朝廷决策权却归在邺城的司马颖，对此，他甚是不满。公元304年秋天，司马越挟持晋惠帝，率兵10多万进攻邺城讨伐司马颖。混战中，司马颖大败司马越，并且俘虏了晋惠帝。而在司马越进攻司马颖的同时，司马颙派张方偷袭了洛阳。司马越只能逃回自己的封地东海。
司马越败后，幽州都督王浚与司马越的亲弟东瀛公司马腾联合鲜卑、乌桓骑兵偷袭邺城，很快就攻破了邺城，并在城中大肆劫掠，大量妇女被裹挟到了军中，王浚担心进军速度，下令军中不得私藏妇女，诸族骑兵就将被劫掠的妇女推到了河中，八千余人丧命水中。司马颖大败之后，只带了数十人挟持着晋惠帝逃往洛阳。
到达洛阳后，司马颖作为败军之将，前权尽丧，张方则掌控了朝政。不久，张方挟持着晋惠帝、成都王司马颖、豫章王司马炽等回到了长安，在临行之前，纵兵大肆劫掠，将洛阳洗劫一空。
到达了长安，司马颙就自然成了朝政的掌控人。不久，他废除了司马颖的皇太弟身份，并将其软禁，随后立豫章王司马炽为皇太弟，自己则设置百官，独揽朝权。
公元305年，司马颙又以晋惠帝名义，罢免东海王司马越的太傅身份。司马越经过一阵的蛰伏之后，东山再起。于是当年七月，他以张方挟持惠帝为罪名发兵征讨司马颙。司马越一路高歌猛进，而司马颖的旧部也趁机造反。司马颙大为惊恐，一方面释放了司马颖，并让他前去招抚旧部，另一方面派人杀了张方以向司马越求和。然而司马越要的哪里是张方的人头，他要的是权力，要的是皇位。
公元306年5月，司马越的前锋祁弘攻入长安，晋惠帝再次沦为俘虏。祁弘纵兵屠杀，2万多百姓被杀害。司马颙逃到了山中，以野果为食。祁弘挟持晋惠帝还都洛阳，司马颙趁机夺回了长安。
东海王携大军进驻成都，成为朝廷新的代言人。他一方面下令继续攻打司马颙，一方面下令抓捕司马颖。不久司马颖被抓，被毒死在狱中。
公元307年1月，东海王司马越终于厌倦了痴呆皇帝司马衷，派人毒死了他，立豫章王司马炽为帝，是为晋怀帝。司马越又假借新皇帝司马炽的名义，下诏封司马颙为司徒，并入朝辅政。司马颙竟然不疑有他，领着三个儿子就前往洛阳。在路过新安时，被司马越派人杀害。
自此，八王之乱算是落下了帷幕，在这场前后十六年的混战中，死了一个皇帝、两个皇后、十多位亲王、两家外戚，而在战乱被杀害的百姓更是不计其数，西晋也就此走向了灭亡。
值得一说的是，作为最后胜利者的司马越却也没落得什么好下场。司马越立了晋怀帝之后，杀害了曾经被立为太子的清河王司马覃，大肆杀害朝中大臣和政敌，一时间烽火四起，司马越不得不带兵四处灭火。
公元311年，晋怀帝传檄天下，发布司马越的罪状，任命苟晞为大将军，要求天下勤王，讨伐司马越。在征讨石勒途中的司马越得到消息后，急火攻心，暴死于项城。襄阳王司马范（帝司马炎之孙）和太尉王衍计划秘不发丧，悄悄回军东海。石勒得到消息后，率兵追赶，司马越大军队群龙无首，被石勒大肆屠杀，十余万人被杀，剩余被俘的近二十万人则被刘渊手下的王璋大火烧死，并充作军粮。司马越的棺椁也被焚烧。留守洛阳的何伦等得到消息后，带着司马越的家眷、军队和城中百姓一起逃亡。结果路上又为石勒所败，宗族中四十八个亲王都被杀死。司马越的王妃则被乱兵掳去，被侮辱后贩卖为奴。至此，八王之乱算是彻底画上了句号。
最后再提一句关于西晋的最后结局。公元311年七月，洛阳失守，晋怀帝被俘，公元313年晋怀帝在平阳遇害；公元316年长安失守，晋愍帝司马邺投降，西晋灭亡，公元318年2月被司马邺杀害于平阳。
