曹魏后期，政治日益腐敗，階級矛盾越來越尖銳。與此同時，統治階級內部出現了以曹爽為首和以司馬懿為首的兩個集團的對立和斗爭。公元249年(嘉平元年)，曹爽等陪同曹芳出洛陽城南拜謁魏明帝陵，司馬懿乘機在洛陽發動政變，奪取了朝中大權。公元251年，司馬懿病死，子司馬師繼續掌權。254年，司馬師廢曹芳，立曹髦為帝。次年，司馬師死，弟司馬昭當政。公元260年，曹髦不甘心做傀儡，于是率數百仆從向司馬昭進攻，結果被殺。司馬昭另立曹奐為帝，政權完全為司馬氏所控制。公元263年，司馬昭向發動滅蜀漢之戰，派遣鐘會、鄧艾、諸葛緒等分東、中、西三路進攻漢中。蜀漢則以姜維為首組成抵抗軍，據劍閣天險與魏軍相持。鄧艾遂率精兵偷渡陰平攻占涪城，進逼成都。蜀漢后主劉禪不戰出降，姜維聞訊后帶部投降鐘會，后兵變不成，自刎而死，蜀漢滅亡。公元266年，曹魏皇帝曹奐禪位于司馬炎，改元泰始，是為晉武帝。曹魏滅亡，西晉開始。

司馬炎登基之后吸取曹魏權臣篡位的經驗，將天下以郡為國，分封27個同姓王，同周朝一樣讓諸侯保護皇室來統治天下。西晉先期早期歷經改革，國力一定程度變強。但沒過幾年皇室逐步腐朽，世家大族則貪暴恣肆，奢侈成風。如何曾日食萬錢，還說“無下箸處”。大族王愷、石崇互比奢侈，大臣傅咸上疏說“奢侈之費，甚于天災”，請求皇帝制止，但司馬炎不僅無動于衷，還資助其舅爭富。官僚們不僅奢侈成性，而且公開搶劫、殺人。如石崇做荊州刺史，“劫遠使商客，致富不貲”。司馬炎也驕奢淫逸起來，由于未能解決政風腐敗、黨派亂起、宗室權力擴張與外族內遷問題，種下日后八王之亂與永嘉之禍的遠因。八王之亂是西晉時統治階層歷時16年(291年—306年)之久的內亂。這場權利角逐中核心人物有汝南王司馬亮、楚王司馬瑋、趙王司馬倫、齊王司馬冏、長沙王司馬乂、成都王司馬穎、河間王司馬颙、東海王司馬越八王。

公元290年(太熙元年)，晉武帝司馬炎駕崩后，外戚楊駿為太傅、大都督，掌管朝政。即位的晉惠帝司馬衷癡呆低能，皇后賈南風(即賈后)為了讓自己能掌握政權，于永平元年(291年)與楚王司馬瑋合謀，發兵殺楊駿，而政權卻落在汝南王司馬亮和元老衛瓘手中。賈后政治野心未能實現，當年六月，又使楚王司馬瑋殺汝南王司馬亮與衛瓘，然后反誣楚王司馬瑋矯詔擅殺大臣，將司馬瑋處死。賈后遂執政，任用賈模、張華、裴頠等人，使天下保持相對安定。公元299年(元康九年)，賈后不顧張華等人的勸阻，以陰謀廢太子司馬遹，次年殺之。統領禁軍的趙王司馬倫聯合齊王司馬冏發兵廢殺賈后、張華等。之后司馬倫掌控了大政。之后許多諸侯打起了篡權的野心，起兵造反。公元306年(光熙元年)，司馬越迎惠帝回洛陽，司馬穎、司馬颙相繼為其所殺，大權落入司馬越手中，八王之亂到此終結。

八王之亂的十六年中，參戰諸王多相繼敗亡，人民被殺害者眾多，中原社會經濟嚴重破壞，西晉的力量消耗殆盡。自漢朝以來許多游牧民族投降內附中原王朝，不少胡人已入居關中及涇、渭二水流域，勢如弧形，包圍晉都洛陽，形勢極不利。晉武帝太康初年，侍御史郭欽請徙胡族於塞外，并以漢人實邊以絕胡患，武帝不納。惠帝元康元年，山陰令江統作《徙戎論》謂，若不立刻徙胡，晉室岌岌可危。亦不為惠帝接納。當時形勢已積重難返，既無法徙胡，即使要他們“各附本種，還其舊土”，亦不可能，故所有徙胡之議，成為一紙空文。加上政府容許胡人移入，卻不教化，只有加深胡漢兩族的矛盾;又以胡人為兵，這情況於八王之亂時更普遍，如王浚，司馬騰用鮮卑人，成都王則用匈奴。在用胡策略下，胡人盡知西晉國力虛實，只要時機一到，便起兵作亂。

永興元年(304年)，匈奴貴族劉淵起兵於離石(今屬山西省)，國號漢(后來的前趙)。晉懷帝永嘉四年(310年)，劉淵死，其子劉聰繼立。次年四月其將石勒殲晉軍十余萬人于苦縣寧平城(在今河南省鹿邑縣)，并俘殺太尉王衍等人。同年劉聰又遣大將呼延晏率兵攻洛陽，屢敗晉軍，前后殲滅三萬余人。六月呼延晏到達洛陽，劉曜等人帶兵前來會合，攻破洛陽，縱容部下搶掠，俘虜懷帝，殺太子司馬詮、宗室、官員及士兵百姓三萬余人，并挖掘陵墓和焚毀宮殿，史稱“永嘉之亂”。此后150年里五胡十六國換流侵占中原，屠殺漢人，經濟文化遭受重大打擊。大量人口為避戰亂從中原遷往長江中下游，史稱“衣冠南渡”，中國古代經濟中心進一步遷往南方。司馬氏建立的晉朝是中國歷史上唯一一個無功掌權，弒君篡位，驕奢淫逸，毫無建樹，第一個被外族滅國的國家。晉朝開啟了中國歷史上最黑暗的時代。