河间王司马颙回到封地之后，越想越不对劲，三王同时起兵，如今大权却落在司马冏一个人的手里，他却没有捞到任何好处，心里很是窝火。于是，他秘密联络司马颖等几个王爷，准备兴兵攻打洛阳，夺取大权。司马颙还联络了在洛阳驻军的长沙王司马乂，让他作为内应。
司马乂也很有野心，三王讨伐司马伦的时候，他率军响应，进入洛阳，之后，就在洛阳驻军不走了。司马乂接到司马颙的密信，心中大喜，他趁着司马冏没有防备，突然发动兵变，斩杀了司马冏，灭其三族。司马冏的党羽属官两千多人，都被诛杀，大权落到司马乂的手里。
司马颙没有想到，司马乂会轻而易举地杀掉司马冏，夺取大权，他为别人做了嫁衣，心中很是不爽。可是，司马乂是响应他才除掉司马冏的，司马颙有苦说不出。于是，司马颙就暗地里下手，多次派出刺客，去刺杀司马乂，但均未成功。
司马颙见刺杀不能奏效，按捺不住野心，便与司马颖联合，兴兵二十七万，直接攻打洛阳。司马乂领兵迎击，双方混战几个月，死了六七万人。这个时候，司马乂的后院也起火了，在朝中担任司空的东海王司马越，趁机反叛，在夜里突然袭击，捕获了司马乂。
河间王司马颙的阴谋终于得逞了，他进入京城，当了太宰，掌握了大权。司马乂被虐杀，他的子女、家族和亲信党羽，也全被诛杀。司马乂是用火慢慢烤死的，凄惨的叫声传出很远，三军无不落泪，死时年仅二十八岁。司马颙掌握了朝廷大权，封司马颖为皇太弟，任命司马越为尚书令。
司马越和司马颙都是司马懿的孙子辈，他们继承了司马懿的基因，野心勃勃，富有计谋。因此，司马越并不甘心只当个尚书令，而是想攫取最高权力。司马颖被封为皇太弟之后，知道京都是个是非之地，因而没有留在洛阳，而是回到了自己的封地，不断扩充势力。
司马越看到司马颖的势力越来越大，对自己不利，于是率领十万军队，去攻打司马颖，不料遭到大败。司马越认识到，要想成就大事，必须要使自己的实力强大，于是，他返回封地东海国，就是现在山东郯城一带，专心发展自己的势力去了。司马越走后，朝廷暂时平静了几年。
几年之后，司马越的势力迅速崛起，由此开始了八王之乱的第三阶段。司马越兵强马壮，率军杀入洛阳。司马顒和司马颖抵挡不住，部队溃散，他们做了俘虏。司马越毫不留情，将两个王爷以及他们的子孙们诛杀殆尽。从此，司马越掌握了朝廷大权。
不久，傻皇帝司马衷突然驾崩，时年四十八岁。《晋书》说：“因食饼中毒而崩，或云司马越之鸩。”意思是说，傻皇帝吃毒饼而死，人们都说是司马越害死的。
傻皇帝死后，司马越立了司马炽当皇帝，自己独揽大权。司马炽是司马炎的儿子，当时二十四岁，被称为晋怀帝。
长达十六年的八王之乱，最终以司马越的胜利而告终。八王之乱，是中国历史上最为严重的皇族内乱。经过多次混战，死亡将士达五十万以上，严重破坏了西晋的经济和社会秩序。更为严重的是，西晋王朝的威望、公信力、控制力和民心，几乎全被战火摧毁了，等待它的，必然是灭亡了。
西晋王朝由于长期内斗，失去了对国家的控制力，早已居住在中原多年的一些少数民族，纷纷趁乱建立政权，与西晋朝廷分庭抗礼，天下开始大乱。