宣皇帝名懿，字仲达，河内温县孝敬里人。先祖是帝高陽的儿子重和黎，重和黎当时是掌火的官，他的子孙在唐尧、虞舜、夏、商几个朝代都是任这个官职。到了周代，以掌火的官做司马。周宣王时，任司马官职的程伯休父，因平定徐方有功，便被赐以官名作族姓。秦末各地起义反秦，司马..是赵王歇部下的将领，参加伐秦。秦亡以后，项羽封司马..为殷王，都城在河内。汉朝定河内为郡，司马氏子孙就定居在这里。司马..第八代孙出了征西将军司马均，均字叔平。司马均的儿子是豫章太守司马量，量字公度。司马量的儿子司马俊，俊字元异。司马俊的儿子是京兆尹司马防，防字建公。司马懿即是司马防的第二子。司马懿少年时即有奇节，聪明而有谋略，博学而多闻，潜心于儒学研究。汉末天下大乱，常慨然为天下忧心。南陽太守杨俊是司马懿的同乡，以善识人著称，见了不到二十岁的司马懿，便觉得他是个非同寻常的人物。当时的尚书崔琰与司马懿之兄司马朗是朋友，崔琰对司马朗说：“你的弟弟聪明而公正，刚毅而英俊，超出常人，你是不能超过他的。”
汉建安六年(201)，宣帝被选拔为向朝廷报事的上计掾。魏武帝当时为司空，闻宣帝之名而欲征召他任职。宣帝知道汉朝国运已经衰微，不愿屈服于曹氏，便假称有风痹之疾卧床难起，拒绝征召。魏武帝使人夜里去刺探他，宣帝卧床不起。魏武帝为丞相，又征召为文学掾，给使者下令说：“若再推辞不来，就把他逮捕起来。”宣帝惧怕而就职。于是使他与太子一起相处以切磋学问，后迁为黄门侍郎，又转为议郎、丞相东曹属，不久转为主簿。
宣帝随军讨伐张鲁，对魏武帝说：“刘备用诡诈之计俘虏了刘璋，蜀人未归附而又争夺遥远的江陵，这是破蜀的机会，不可错过。今若在汉中陈兵示威，益州就会震动不安，再进兵威逼，蜀兵势必瓦解，趁这个好机会，事情是可以成功的。圣人不能违时，也不能失时。”魏武帝说：“人苦于不知足，既得陇右，复欲得蜀。”终于不接受这个意见。接着又随武帝讨伐孙权，孙权破败。回军以后，孙权派使者请求投降，上表称臣，陈说天命当归于曹氏。魏武帝说：“此儿想把我放在生着炭火的炉上烧烤啊！”孙权又答书说：“汉的国运将尽，殿下十分天下有其九，还以臣德服事汉。我向您称臣是符合天意人心的，虞、夏、殷、周所以得天下而不谦让，是怕违背天意，知道命运之所归啊！”
魏国建立后，迁为太子中庶子，每次参与议定大事，总有奇策异谋，为太子所信赖重用，与陈群、吴质、朱铄号称四友。
后迁为军司马，对魏武帝说：“昔日箕子陈述治国之谋，把食放在首位。当今天下百姓不参加耕种的有二十余万，这不是治国的长远谋略啊！虽然战事未停，应该一边耕种一边守备。”魏武帝采纳了这个意见，于是务农积谷，国家费用丰足。宣帝又陈说荆州刺史胡..为人粗暴，南乡太守傅方骄傲奢侈，都不可据守边疆。魏武帝没有考察处理此事。及蜀将关羽在樊城围困曹仁，于禁等七军被水淹没，胡..、傅方果然投降关羽，曹仁被围很紧急。
当时汉献帝建都许昌，魏武帝以为接近贼区，打算迁都河北。宣帝进谏说：“于禁等是被大水淹没，不是战守上的失误，对于国家的大局并没有大损失，为此而迁都，即是向敌人示弱，而淮河汉水一带的百姓就会人心大不安定了。孙权与刘备表面亲善，而内心疏远，关羽得胜，是孙权所不愿意的。可晓谕孙权，使他在后面牵制关羽，则樊城之围可自然而解了。”魏武帝接受了这个意见。孙权果然派遣大将吕蒙西袭公安，公安被攻下，关羽也被吕蒙所俘获。
魏武帝以为荆州遗民及在颍川屯田的军民逼近南方寇贼，打算都迁徙他地。宣帝说：“荆楚之民轻脱，易于流动难以安定。关羽新破，一些做过坏事的人或藏或逃，观望局势。如将良民北迁，就伤害他们的意愿，也会使逃去的人不敢回来。”魏武帝听从了这个意见，以后逃亡的人都回来就业了。
魏武帝在洛陽去世时，朝野人士以为会出现危险局势而害怕。宣帝统领丧事，内外宁静无事，奉灵柩回邺安葬。
魏文帝袭职即王位，封宣帝为河津亭侯，转为丞相长史。此时孙权率军西行，朝中议论以为樊城襄陽无军粮，不能抵御吴寇。当时曹仁镇守襄陽，群臣请求召回曹仁退守宛。宣帝提议说：“孙权新破关羽，此时正是他想和我们结好的时候，一定不敢给我们造成祸患。襄陽是水陆交通要地，不能放弃。”这个意见没有被接受，曹仁遂焚烧并放弃襄、樊二城，而孙权果然没侵犯疆土，魏文帝很后悔。
魏受汉禅让，文帝即皇帝位，以宣帝为尚书。不久转为督军、御史中丞，封安国乡侯。
黄初二年(221)，督军官职撤销，迁为侍中、尚书右仆射。黄初五年，天子南巡，在魏吴边界观兵。宣帝留镇许昌，改封为向乡侯，转为抚军、假节，领兵五千，加给事中、录尚书事。宣帝坚意辞让。天子说：“我处理各种政务，夜以继日，没有片刻休息时间。任此职并非荣耀之事，只是为我分忧罢了。”
黄初六年，天子又大兴水师征吴，再次命宣帝居守，一则安定内部百姓，二则供应前线军需。临行下诏说：“后方的事我很不放心，所以才委托给你，汉初曹参虽有战功，而封赏时萧何最重。你能使我无西顾之忧，这不就行了吗？”天子自广陵回洛陽，给宣帝下诏说：“我东征，抚军就统领西边的事；我西征，抚军就统管东边的事。”于是宣帝留镇许昌。
天子病重时，宣帝与曹真、陈群等在崇华殿之南堂拜见天子，天子临终遗命让他们辅助少主，给太子下诏说：“有人离间此三公的，要慎重处理，不要怀疑他们。”明帝即位，改封为舞陽侯。
孙权围江夏，派其将诸葛瑾、张霸同时攻襄陽，宣帝督率诸军讨伐孙权，孙权败走。宣帝进击，打败诸葛瑾，斩了张霸，取首级千余。迁为骠骑将军。
明帝太和元年(227)六月，天子下诏令使宣帝屯兵于宛，加都督荆、豫二州诸军事。
当初蜀将孟达降魏，魏给他的待遇很优厚。宣帝以为孟达言行狡诈，看风使舵，不可信任，向明帝恳切进谏，明帝不听，让孟达领新城太守，封侯，假节。孟达于是连结东吴，巩固蜀对他的信任，暗地图谋中原。蜀丞相诸葛亮厌恶孟达反复无常，又忧虑他危害蜀国。孟达与魏兴太守申仪有怨仇，诸葛亮欲加深他们之间的怨仇，派郭模诈降魏，去拜访申仪，故意泄露孟达欲叛魏的计划。孟达听说自己的谋划泄露，准备起兵。宣帝恐孟达迅速发兵，写信告诉他说：“将军昔日抛弃刘备，托身于我国，国家将疆场重任委托给你，并将伐蜀的事也托付给将军，至诚之心可谓如天上白日。蜀人不论愚智，对将军莫不痛恨。诸葛亮欲破坏你和魏的关系，只苦于没有办法。郭模所说的并非小事，诸葛亮怎能忽视此事而让郭模泄露，此中道理是容易明白的。”孟达得信大喜，谋魏之事犹豫未决。宣帝即暗地进军讨伐。诸将认为孟达与吴蜀互有冲突，应先观望而后动手。宣帝说：“孟达无信义，现在正是他们互相猜疑的时候，应当在他未作出决定的时候消灭他。”于是快速进军，一日行二日路程，八天便到了上庸城下。吴蜀各遣其将向西城安桥和木阑塞进军以救孟达，宣帝分派诸将阻截吴蜀军。
开始孟达给诸葛亮写信说：“宛离洛陽八百里，离我处一千二百里，听到我起事的消息，当上表给天子，来回路程，须一个月时间，那时我的城池已经修整牢固，诸军都作好了准备。我处在深山险道之中，司马公必不会亲自来，其部下诸将来，我不会有忧患的。”及魏兵到，孟达又告诸葛亮说：“我起事八日，而魏兵已至城下，多么神速啊！”上庸城三面河水阻隔，孟达在城外立木栅以巩固城防。宣帝渡水破坏了木栅，直抵城下。分八路攻城，攻了十六日，孟达外甥邓贤、部将李辅等开门出降。宣帝斩孟达，首级传至京师。俘获万余人，整顿军队回到宛。又鼓励农桑，禁止浪费，南方百姓都喜悦而归附。
当初，申仪长期在魏兴作太守，疆场之事独断专行，常假借皇帝旨意刻印授官。孟达被杀，申仪心中有疑虑。当时诸郡守因宣帝新捷，多送礼祝贺，宣帝并不禁止，并使人暗示申仪也当来祝贺。申仪到后，宣帝质问承圣意刻印情况，将他拿下送往京师。又将孟达余众七千多家迁往幽州。蜀将姚静、郑他等率部属七千余人来降。
当时边郡新归附，多无户口姓名，魏朝廷准备加以核查落实。召宣帝朝于京师，以此事咨访于宣帝，宣帝回答说：“吴蜀以密网约束百姓，故百姓抛弃他们。我朝应只行施大政纲要，使之宽松，百姓自然就安乐了。”天子又问吴蜀都应讨伐，先讨伐谁为宜？宣帝回答说：“吴以为中原人不习水战，所以敢散居东关。凡攻击敌人，必先扼住咽喉，捣其心窝。夏口、东关是贼之心喉。若率陆军向皖城，引诱孙权东下，再率水军向夏口，乘其空虚而攻击之，此举如神兵从天而降，必然会打破吴国。”这两条意见天子以为都是对的，又命宣帝屯兵于宛。
太和四年，迁为大将军，加大都督、假黄钺，与曹真一起伐蜀。宣帝自西城凿山开道，水陆并进，沿沔水而上，到达朐月忍，打下新丰县。大军屯驻丹口，遇雨回师。
第二年，诸葛亮侵扰天水，魏将贾嗣、魏平被围于祁山。天子对宣帝说：“西方有事，非君没有可以委托的人。”就派宣帝屯军于长安，都督雍、梁二州诸军事，统领车骑将军张..、后将军费曜、征蜀护军戴腸、雍州刺史郭淮等讨伐诸葛亮。张..劝宣帝分兵驻雍、..为后镇，宣帝说：“如果预料前军能单独抵挡蜀军，你的意见是可以的。若不能抵挡蜀军，将军队分为前后两部分，这就是楚之三军被黥布俘获的原因。”立即进军阝俞麋。诸葛亮听说魏大军将到，就亲自率领众将去割上圭阝的麦子。魏诸将都害怕，宣帝说：“诸葛亮考虑问题周密而做事不果决，必然先安营做好自卫准备，然后割麦，我们两天急行军即可到达。”于是卸甲轻装，日夜兼程进军，蜀军望扬尘而逃跑。宣帝说：“我军兼程而进，士卒疲劳，这是知兵法的人贪功的时候，而诸葛亮不敢占据渭水，这就容易对付了。”于是进军汉陽，与诸葛亮相遇，宣帝列阵等待。使将军牛金率轻骑引诱蜀军，刚接近蜀军而诸葛亮退兵，牛金追至祁山。诸葛亮屯兵卤城，占据南北二山，堵水筑围墙。宣帝攻破围墙，诸葛亮夜间逃走，魏军追击，大破蜀军，俘获斩首以万计。天子派使者慰劳官兵，增加宣帝的封地。
当时军师杜袭、督军薛忄弟都说明年麦熟，诸葛亮必定来侵扰，陇右无粮，应趁冬天预先运粮。宣帝说：“诸葛亮两次出祁山，一次攻陈仓，都受挫而返。即使以后他还会出兵，将不再攻城，而是寻求野战，地点必在陇东，而不会在西边。诸葛亮常以粮少为恨，回去后必然广积粮草，我估计不经过三年，他是不会出兵的。”于是向皇帝上表，迁徙冀州农民到上圭阝种田，在京兆、天水、南安兴办官营冶铁业。
明帝青龙元年(233)，开凿成国渠，筑临晋陂，灌田数千顷，国家仓库充实。
青龙二年，诸葛亮又率十余万大军出斜谷，在..的渭水南原筑垒。天子为此而忧虑，派遣征蜀护军秦朗督统步骑兵二万人，受宣帝节度。诸将打算驻军渭北以待敌，宣帝说：“百姓积聚的粮秣财物都在渭南，这是必争之地。”即引军渡河，背渭水而筑垒。宣帝对诸将说：“诸葛亮若是个勇者，应当出武功，依山而东进。若西上五丈原，则我军就无事了。”诸葛亮果然上五丈原，并将由此北渡渭水，宣帝派遣将军周当屯兵陽遂以引诱蜀军。过了几天，诸葛亮不动。宣帝说：“诸葛亮欲争高地不向陽遂，他的用意我知道了。”派遣将军胡遵、雍州刺史郭淮共同在陽遂守备，与诸葛亮会于积石。在高地前接战，诸葛亮不得前进，回到五丈原。当时有一长星坠在诸葛亮营垒中，宣帝知道诸葛亮必败，派遣奇兵从后面抄袭蜀军，斩首五百余级，俘虏千余人，降者六百余人。
当时魏朝廷以为诸葛亮远征异域，利在急战，每次命令宣帝持重，等待敌军内部变故。诸葛亮多次挑战，宣帝不出，诸葛亮送给宣帝一幅妇人头巾及首饰之类的东西。宣帝发怒，向天子上表请求决战。天子不许，即派遣刚直之臣辛毗带着天子符节以军师身份控制魏军。后来诸葛亮又来挑战，宣帝将出兵应战，辛毗持节立于军门，宣帝才退回。当时蜀将姜维听说辛毗来，对诸葛亮说：“辛毗持节至军，贼兵不会再出来了。”诸葛亮说：“司马懿本来就没有应战的打算，所以要坚决请战，只不过是向其士兵表示为将帅的勇武罢了，将在军，君命有所不受，如果他能制服我们，何必到千里之外请战呢？
宣帝之弟司马孚写信问军中情况，宣帝复信说：“诸葛亮有大志而不能见机行事，多谋略而少决断，好用兵而无权，虽率十万大军，已经坠入我谋划的圈套了，破败蜀军是肯定的了。”魏军与蜀军对垒百余日，诸葛亮病死，蜀诸将烧营逃走，百姓奔走相告，宣帝出兵追击。诸葛亮的长史杨仪回军展旗鸣鼓，像是抵抗魏军。宣帝以为这些都是穷寇，并不逼近他，于是杨仪便结成阵列退走了。过了一天，宣帝到诸葛亮的营垒去巡行，考察遗留下的痕迹器物，获得很多蜀军的图书、粮谷。宣帝判断诸葛亮必定是死了，并说：“真是天下的奇才啊！”辛毗认为诸葛亮是否死，还不一定。宣帝说：“军事家所重视的是军中文书、秘书计划、兵马吃的粮谷，现在他们把这些都丢弃了，一个人丢弃了五脏难道还可以活吗？应急速追赶蜀军。”关隘道路上蒺藜很多，宣帝使士兵二千人穿着用软材做成平底的木屐在前面走，蒺藜都被木屐带去，然后骑兵步兵一齐前进。追到赤岸，才知道诸葛亮已死的确实消息。当时百姓编了个谚语说：“死诸葛吓走活仲达。”宣帝听到后笑着说：“这是因为我长于预测活人的事，不长于预测人的生死啊！”
在此之前，诸葛亮的使者到来，宣帝问使者说：“诸葛公起居饮食如何，一顿能吃多少米？”使者回答：“可食三四升。”然后又问处理政事的情况，使者说：“打二十军棍以上的处罚，都是诸葛公自己阅批。”使者走后宣帝告诉旁人说：“诸葛孔明是不会活很久了！”竟和宣帝说的一样，诸葛亮不久就死了。诸葛亮的部将杨仪、魏延互相争权，杨仪杀了魏延，将魏延的军队归于自己。宣帝想趁此机会进军，皇帝下诏不许。
青龙三年，迁为太尉，多次增加封地。蜀将马岱入境侵扰，宣帝派遣牛金迎击，马岱被赶走，斩蜀军千余人。
武都氐王苻双、强端率领其属下千余人来降。
关东发生饥荒，宣帝将五百万斛粟米从长安运往京师。
青龙四年，得到一只白鹿，献给了天子，天子说：“昔日周公旦辅助成王，有人贡上白雉。今君在陕西受国家重任，献上白鹿，君的忠诚之心岂非和千年之前的周公一样，如符契不差，以治理邦家，使国运长盛不衰吗！”
辽东太守公孙文懿谋反，天子征召宣帝回京师。天子说：“此事不值得烦劳你，只是想出师必胜，所以还是烦你去一趟。你估量公孙文懿会施何种计谋呢？”宣帝回答说：“事先弃城逃走，是上计。凭借辽水抗拒我大军，这是次计。坐守襄平，那他就要当俘虏了。”天子说：“他将采用哪一种办法呢？”宣帝回答说：“只有那些明智的人能透彻估量自己和对方的力量，预先放弃城池，这不是他所能做到的。今我孤军远征，他会认为我们不能持久，必然先在辽水抗拒，再后退守城，这是中计和下计。”天子说：“往返需多少时间？”宣帝回答说：“去百日，回百日，攻战百日，用六十天休息，一年时间足够了。”
当时天子大修宫殿，加上军旅之费，百姓饥困疲敝。宣帝将远征，进谏说：“昔日周公营造洛邑，萧何建造未央宫，今日宫室不完备，这是我的责任。然而黄河以北，百姓穷困，内外徭役繁多，势必不能百废俱兴，应暂时停止内务，以救目前之急。”
明帝景初二年(238)，宣帝率领牛金、胡遵等步骑兵四万，从京都出发。天子车驾送出西明门，下诏让宣帝之弟司马孚、宣帝之子司马师送过温，赐给谷帛牛酒，令当地郡守典农以下官员都去迎送聚会。宣帝会见父老故旧，宴饮多日。宣帝临席叹息，怅然有感，编了一首歌唱道：“天地自开辟，日月齐放光。适逢国多事，竭力征远方。将去扫群丑，顺路回故乡。万里尽肃清，八荒入我疆，成功归故里，待罪在舞陽。”于是进军辽东，经过孤竹，越过碣石，来到辽水。公孙文懿果然派遣步骑兵数万，在辽隧阻拦，筑坚壁而守，南北六七十里，以抗拒宣帝。宣帝部署大量兵力多张旗帜，出现在敌军南面，贼兵全力奔赴南面迎战。宣帝指挥军队乘船暗暗渡河到达贼军北面，与贼营逼近，然后凿沉船只，烧掉桥梁，沿辽水作包围圈，丢开贼军向襄平进发。诸将议论说：“不攻城而作围，怎么向众人解释呢？”宣帝说：“贼坚营高垒，是想让我们兵疲粮尽，我们攻城，正中了他们的计，这就是王邑耻过昆陽的原因。古人说，敌虽守高垒而不得不与我作战，就是要进攻他必须援救的目标。贼大军在此，他的老巢就空虚了。我直取襄平，贼军会人人恐惧，恐惧就会求战，这样我们就一定会打败他了。”遂即整顿阵列前进。贼军见魏兵出现在后面，果然出来截击。宣帝对诸将说：“我所以不攻击他们的营垒，正是要造成现在这样的局面，这个机会不可失去。”于是纵兵迎击，大破贼军，三次接战，都打胜了。贼军退保襄平，魏军包围了襄平。
当初，公孙文懿听说魏出师征辽东，向孙权求救。孙权也出兵在南方表示声援，送给文懿一封信说：“司马公善用兵，变化若神，所向无敌，此役我深为弟担忧。”
遇到连日大雨，平地水深数尺，三军恐慌，想转移营地。宣帝下令军中，敢言转移者斩首。都督令史张静违犯命令，被杀，军中这才安定。贼军倚仗大水阻隔，照常采樵放牧。诸将欲出击，宣帝不准。司马陈王圭说：“昔日攻上庸，八路并进，昼夜不停，故能在一旬半时间里，攻下坚城，杀了孟达。今远道来此，而行动更加缓慢，我内心疑惑不解。”宣帝说：“孟达军队少而粮食能支持一年，我们的将士是孟达的四倍而粮食不足一个月食用，以只有一月粮的军队对付有一年粮的军队，怎能不速战速决？四个打一个，即令有一半人伤亡，还是应当打的。所以不计较死伤，是要为粮食而争取时间啊。现在贼军多我军少，贼粮少，我粮多，又有这样的大水，这是人力不能改变的，即是应当速战，又怎么可行呢？自从出兵，我忧虑的不是贼来进攻，而是忧虑他们逃跑。今贼军粮食将尽，而我们的包围圈未合拢，如果抢掠他们的牛马，抄袭他们的采樵者，这是故意驱使他们逃走。用兵是诡诈之道，应善于因事而变化。贼凭借人多和大水，故虽饥困，不肯束手就擒，应当向他们显示我们无能力进攻，使他们稳定下来。为了得小利而把他们吓跑，这不是好计谋。”朝廷听说军队遇雨，都请求把军队召回来。天子说：“司马公能临危应变，公孙文懿被擒计日可待了。”不久雨止，包围圈合拢，起土山挖地道，准备好盾牌、钩刀、冲车攻城，射箭发石如雨，昼夜攻击。
当时有一个白色带有芒刺状的长星，从襄平城西南流向东北，坠于梁水，城中震动而惊恐，文懿恐惧，使相国王建、御史大夫柳甫请求投降，请魏军解围，文懿愿自缚请罪。宣帝不许，捉住王建等并把他们杀掉，传檄文通告文懿说：“昔日楚和郑是并列的国家，郑伯尚且肉袒牵羊而迎楚军。孤家为王者大臣，位在上公，而王建等要我解围退兵，如楚郑一样同列相待。二人年老胡涂，必是传话不符原意，已经将他们斩首。若还有话要说，可再派年少明智果决的人来。”文懿又派侍中卫演乞求限期送来人质。宣帝对卫演说；“作战的事大要有几种选择，能战应当战，不能战应当守，不能守应当走，其余两条就是投降与死了。你不肯自缚请罪，这就是决心要寻死了，不须送人质。”文懿从南面出击突围，宣帝纵兵将他击败，在梁水上长星坠落的地方把他杀了。入城以后，立两个标竿以区别新旧。十五岁以上的男子七千余人全部杀死，集中尸首修成一个高大的坟墓。公卿以下的伪官吏都杀掉，军人被杀的有将军毕盛等二千余人，收百姓四万户，三十余万人。
当初，文懿篡夺他叔父公孙恭的官位，并把叔父囚禁起来，将要谋反时，将军纶直、贾范等苦谏，文懿把他们杀了。宣帝释放了公孙恭，为纶直等人修了坟墓，并提拔表彰他们的后代。下令说：“古时伐国，诛灭其首领人物罢了，那些为文懿所误而参与谋反者，都予宽恕，有内地人想还乡的，都听便。”
当时有些士兵寒冻，请求发给短袄，宣帝不给。有人说：“幸好还有些旧短袄，可以赐给他们。”宣帝说：“短袄是官物，作为人臣不能私自施舍。”上奏天子将军人中六十岁以上的千余人遣返回家，将吏从军死的治丧还家。于是班师回朝。天子派使者在蓟慰劳军队，为宣帝增封昆陽食邑，连原封共二县。
当初，宣帝到襄平，梦见天子枕在自己膝上，说：“看着我的脸。”宣帝俯视天子，面目异于平常，心中厌恶。平公孙文懿后，天子先下诏让宣帝走便道去镇守关中；到了白屋，又下诏召宣帝回京，三日之内，诏书五次下达。天子亲笔写的诏书说：“近时寝卧不安，望君早到，到京便直接撞开宫门而入，看我的面。”宣帝大为震惊，乘追锋车日夜兼行，白屋至京四百余里，一宿便到。被引入嘉福殿天子卧室内，来到御床前，宣帝流着泪问候病情，天子握住宣帝的手看着齐王说：“将后事托付与君。死是可以忍耐延缓的，我忍住不死就是为了等你，能够见到你，也就没有遗憾了。”宣帝与大将军曹爽一起受遗诏辅助少主。
齐王即帝位，宣帝迁为侍中、持节、都督中外诸军事、录尚书事，与曹爽各统兵三千人，共执朝政，轮流在殿中值勤，乘轿入殿。曹爽欲使尚书奏事先通过自己，就向天子提议，让宣帝徙为大司马。朝臣议论以为前后两任大司马都在职死亡，于是以宣帝为太傅，入殿不趋走，参拜天子时不提自己的名字，带剑穿履上殿，如汉朝萧何一样。嫁娶丧葬的费用由官家供给，以世子司马师为散骑常侍，子弟中三人为列侯，四人为骑都尉。宣帝坚意辞让了子弟们的官爵。
正始元年(240)春正月，东倭通过翻译来纳贡，焉耆、危须诸国，弱水以南，鲜卑各王，都派使者献物，天子将此事归功于宰辅，又增加了宣帝的封邑。
当初，魏明帝好修宫室，规模宏大华丽，百姓以此为苦。宣帝自辽东回来，服劳役的人还有万余人，各种工巧的玩物动辄以千计。这时宣帝上奏都予停止，节省费用，使农民专心务农，天下人民欣喜有所依赖了。
二年夏五月，吴将全琮侵扰芍陂，朱然、孙伦包围樊城，诸葛瑾、步骘掳掠木且中，宣帝请求亲自讨伐。议论此事的人都认为贼远来围樊城，不能很快取胜，受挫于坚城之下，自己会走向失败，宜用持久的办法对付他们。宣帝说：“边城受敌人侵扰而大臣安坐庙堂，会使疆场騷动不安，众心疑惑，这是社稷的大忧患。”
六月，宣帝督率诸军南征，天子车驾送出津陽门。宣帝以为南方气候湿热，不宜持久。命轻骑挑战，朱然不敢出战。宣帝于是休整军队，选拔精锐，招募先登者，申明号令，向吴军显示决心进攻的气势。吴军夜间逃走，追至三州口，斩杀俘获万余人，收取吴人的舟船军资而还。天子派侍中常侍到宛慰劳将士。
秋七月，增封食邑郾、临颍，连以前共四县，一万户，子弟十一人都封为列侯。宣帝功勋德望日渐盛大，然而却更加谦恭。宣帝认为太常常林是同乡长者，见了他总要下拜。常告诫子弟们说：“盛满是道家所忌的，春夏秋冬尚且往返推移，吾有何德能居此高位。减损再减损，或可以免于祸啊！”
三年春，天子追封谥宣帝亡父京兆尹为舞陽成侯。
三月，宣帝上奏天子开广漕渠，引黄河水入汴水，灌溉东南各陂，开始在淮北大批屯田。
在此之前，吴派遣其将诸葛恪屯兵于皖，边疆百姓深受其苦，宣帝欲亲自击退诸葛恪。议论此事的人多以为吴贼占据坚城，广积粮草，欲引诱官兵。今孤军远征，贼必有救兵到来，那时进退两难，看不到有什么便利之事。宣帝说：“贼所擅长的是水战，今我攻其城，以观其变化。贼若用其所长，弃城奔走，这是我们预定的目的。贼若敢固守城池，湖水冬浅，船不能行，救兵必弃船就陆相救，这就要进行他们不擅长的陆战，这对我们是有利的。”
四年秋九月，宣帝督率诸军进击诸葛恪，天子车驾送出津陽门。大军到达舒，诸葛恪烧毁积聚的粮草军资，弃城而逃。
宣帝以为灭贼的要务在于屯积粮食，于是大兴屯田守边，开凿淮陽、百尺二渠，又在颍水南北筑堤成陂，得田万余顷。从此之后淮北富庶，仓廪遍地，从寿春到京师，公私军民屯田者互相连接。
五年春正月，宣帝自淮南回京师，天子使持节慰劳军队。
尚书邓扬、李胜等想让曹爽建立功名，劝他伐蜀。宣帝劝阻曹爽，曹爽不听，终于无功而还。
六年秋八月，曹爽撤销中垒军的主力营，将主力营的兵归属于其弟中领军曹羲，宣帝以为这是先帝旧制，阻止曹爽这样做，曹爽不听。
冬十二月，天子下诏让宣帝朝会时乘轿上殿。
七年春正月，吴人侵扰木且中，蛮夷华夏之民共万余家为避贼寇北渡沔水。宣帝以为沔南接近贼寇，如百姓回沔南，必然还会遭到掠夺，应当暂时留在沔北。曹爽说：“现在不能在沔南修城守地，反而让百姓留沔北，这不是长远之计。”宣帝说：“这话不妥。放在安稳之处所则安稳，放在危险之处所则危险，人与物都是如此。所以兵书上说‘成败在于形，安危在于势’。形势是驾驭众人的关键，不能不审慎对待。假设吴贼以二万人防守沔水，三万人与我沔南诸军对抗，一万人猛攻木且中，我们怎么去援救呢？”曹爽不听劝阻，终于让百姓返回沔南。吴贼果然攻破木且中，损失人口以万计。
八年夏四月，宣帝夫人张氏死。
曹爽用何晏、邓..、丁谧的计谋，将太后迁到永宁宫，独揽朝政，兄弟一起掌管禁兵，多培植亲党，屡次改变制度。宣帝无法制止他们，于是与曹爽产生磨擦。
五月，宣帝声言有病，不参与朝政。当时人编个歌谣说：“何、邓、丁，乱京城。”
九年春三月，黄门张当私自将宫中才人石英等十一人调出，给曹爽当伎人。曹爽、何晏认为宣帝病重，遂生篡夺君位之心，与张当密谋，企图颠覆社稷，日期已经商定。宣帝也暗地里有所准备，曹爽一伙对宣帝也有怀疑。正遇河南尹李胜将到荆州赴任，来拜访宣帝。宣帝假装病重，使两个婢女伺候，拿衣服时衣服落地，用手指自己的口，表示口渴，婢女送来粥，宣帝不拿杯只用嘴喝，粥都流出沾在胸前。李胜说：“众人以为明公原来的风疾复发，没有想到贵体病成这个样子！”宣帝使尽声气才继续说：“年老卧病，死在旦夕。君当屈身守并州，并州接近胡人，应妥善为之戒备。恐怕不能见面了，把儿子师、昭托付给你。”李胜说：“我说的是还忝本州，不是并州。”宣帝故意错乱其辞说：“君方到并州。”李胜又说：“当忝荆州。”宣帝说：“我年老昏迷，不解君言，今回守本州，盛德壮烈，好建功勋。”李胜出来后对曹爽说：“司马公已像尸体一样，卧床不起，只有残余之气，形神已经分离，不值得忧虑了。”以后又说：“太傅不能康复，令人忧伤。”所以曹爽等对宣帝未加戒备。
嘉平元年(249)春正月初六，天子拜祭明帝高平陵，曹爽兄弟都随从前往。这天夜里，太白星犯月。宣帝于是上奏永宁太后废黜曹爽兄弟。当时景帝司马师为中护军，率兵屯守司马门。宣帝在宫门前列阵，经过曹爽门前。曹爽帐下督严世上楼，拉开弩弓将射宣帝，孙谦制止他说：“事情结果尚不可知。”三次欲射三次被制止，孙谦拉住严世的胳膊肘，使他不得发箭。大司农桓范逃奔到曹爽处，蒋济对宣帝说：“智囊去了。”宣帝说：“曹爽与桓范内心疏远，而曹爽智慧不及桓范，劣马只恋刍豆，必不会用他。”于是使司徒高柔假节，执行大将军的职责，统领曹爽原兵营，宣帝对高柔说：“君就是当今的周勃了。”命令太仆王观行使中领军职责，统领原曹羲兵营。宣帝亲自率领太尉蒋济等布勒军队出迎天子，屯兵于洛水浮桥。向天子上奏说：“先帝下诏让陛下、秦王及臣升于御床前，握住臣臂说：‘深以后事为念，今大将军曹爽背弃先帝遗命，败乱国家典制，内则越权压主，外则专权威众，各种朝廷要职，都安插其亲信，原来的宿卫人员，都被排斥废黜。盘根错节，日益放纵。又以黄门张当为都监，互相勾结，伺机篡夺。天下汹汹不安，人心危惧。陛下便是寄身于他的权势之下，哪能长久安宁？这不是先帝诏陛下及臣升御床的本意呀。臣虽老朽，怎敢忘先帝之言。昔日赵高肆意无阻，秦因此而亡，吕雉、霍成君早被铲除，汉朝天下得以长久。这是陛下应该借鉴的史实，今日是臣以生命效忠陛下的时刻。公卿群臣都以为曹爽心中无君，兄弟不宜率兵宿卫宫庭，已奏请皇太后罢其职，皇太后下令照奏章施行。臣已令主持此事的人及黄门令罢曹爽、曹羲、曹训吏兵，各人以原来的官职爵位回府第。若扣留天子车驾，以军法论处。臣即支撑病体率兵到洛水浮桥，观察非常之变。”曹爽压下奏书不上报天子，留天子宿伊水南，伐树以为工事，调屯兵数千人守卫。桓范果然劝曹爽拥天子到许昌，传檄文征天下兵。曹爽不用其谋，夜间派遣侍中许允、尚书陈泰见宣帝，观望风声及宣帝旨意。宣帝陈列了曹爽的过失，处理问题只是免官。陈泰回去后向曹爽报告，并劝他递上奏文。宣帝又派遣曹爽所信赖的殿中校尉尹大目去告知曹爽，说明宣帝意图，并指洛水发誓，不背诺言，曹爽心里有点相信。桓范等援引古今事例，千方百计劝说他，他终是不听，却说：“司马公正想夺我的权罢了。我能以侯爵还府第，还不失为一个富家翁。”桓范拍着胸说：“为你受株连，我也要遭灭族之灾啊。”曹爽随即将宣帝的奏文送交天子。接着有司弹劾黄门张当，并揭发曹爽与何晏等谋反的事，于是逮捕曹爽兄弟及其党羽何晏、丁谧、邓扬、毕轨、李胜、桓范等，处以死刑。蒋济说：“曹爽之父曹真功大，不能不留后嗣啊！”宣帝不听。
事件刚发时，曹爽的司马鲁芝、主簿杨综斩关夺路投奔曹爽。当曹爽准备向宣帝服罪时，二人哭着劝道：“公处在伊尹周公的地位，挟持天子，仰仗天威，谁敢不从？舍此义举而到东市就死，岂不痛心啊！”有司上奏逮捕鲁芝、杨综判罪，宣帝赦免了他们，说：“以此勉励那些忠心侍君的人。”
二月，天子任宣帝为丞相，增封颍川的繁昌、鄢陵、新汲、父城，连前封共八县，二万户，奏事时不提自己的名字。宣帝坚意辞了丞相官职。
冬十二月，加九锡之礼，朝会时不下拜。宣帝辞让了九锡礼。
二年春正月，天子命宣帝在洛陽立庙，设置左右长史，增加掾属、舍人满十人，每年荐举掾属任御史、秀才各一人，增加官骑百人，鼓吹十四人，封宣帝的儿子司马肜为平乐亭侯，司马伦为安乐亭侯。宣帝因有病不能进宫朝见，每有大事，天子即亲自到府第询问。
兖州刺史令狐愚、太尉王腸与宣帝离心，谋划立楚王曹彪为天子。
三年春正月，王腸诈称吴人堵塞涂水，请求发兵讨伐。宣帝暗中得知他的计谋，不听其言。
夏四月，宣帝亲自率中军，乘船顺流而下，九天到达甘城。王腸无计可施，在武丘迎宣帝，自缚于水畔，说：“我王腸如有罪，公可用半片竹简召回，何苦亲自来呢？”宣帝说：“因为君非折简之客啊！”即带王腸回京师。路过贾逵的庙，王腸高呼道：“贾梁道！我王腸是大魏的忠臣，只有你的神灵知道。”行至项，王腸饮毒药而死。宣帝逮捕王腸余党，尽灭三族，并杀曹彪。将魏宗室的王公都集中安置在邺城，命有司监督，不得交往。
天子派遣侍中韦诞持节在五池慰劳军队，宣帝回京后，天子又使兼大鸿胪、太仆庾嶷持节，策命宣帝为相国，封为安平郡公，宣帝之孙及兄子各一人封为列侯，前后食邑五万户，封侯者十九人。宣帝坚意辞让相国、郡公职衔。
六月，宣帝病重，梦见贾逵、王腸作祟，很是厌恶。秋八月初五，在京师逝世，终年七十三岁。天子著孝服吊丧，丧葬仪式按汉霍光的例子，追赠为相国、郡公。宣帝之弟司马孚上表陈述了宣帝生前志愿，辞去郡公及鍂车京车。九月十八日，葬于河陰，谥号为文，后改谥宣文。死之前写了关于安葬的遗嘱，在首陽山做土墓穴，不起坟，不栽树；作《顾命》三篇，以平时衣服入殓，不用随葬器物，后死者不得合葬。安葬照遗嘱行事。晋国初建时，追尊为宣王。武帝受禅让即位，上尊号为宣皇帝，陵墓称高原，庙号为高祖。
宣帝内心嫉妒而外表宽厚，对人多猜忌，善用权谋，魏武帝察觉宣帝有雄心大志，又听说宣帝能像狼一样回首反顾，想试验他。召来同行，使他走在前面，令他反顾，他面正向后而身不动。魏武帝又曾梦三马食于一槽，心中很厌恶。于是对太子曹丕说：“司马懿不是作人臣的人，你以后要防备。”太子平时与宣帝友善，每每庇护他，故得无事。宣帝于是勤于职守，废寝忘食，以致采樵牧马人之间，也要走动询问，因此魏武帝才安心。后来平公孙文懿时大肆杀戮。杀曹爽时，支党皆夷灭三族，不论男女老幼，姑姊妹女子已经嫁人的都杀掉，最后竟篡夺曹魏天下。
东晋明帝时，王导陪坐。明帝问前世怎么得的天下，王导就陈述宣帝如何创业，及文帝末年高贵乡公被害的事。明帝把脸伏在床上说：“如公所说，晋的天下又怎能长久呢？”推究其猜忌残忍的行为，大致是符合狼顾本相的。