曹睿接到幽州刺史毋丘儉的報告，公孫康之子公孫淵自稱燕王，建宮殿，封百官，令部將卑衍為元帥，率兵十五萬進攻中原，急忙召司馬懿商議。司馬懿說道：“臣願率兵前去平亂，隻需一年時間就能獲勝。”曹睿便派司馬懿出兵，迎戰公孫淵。
司馬懿到遼東以後，直奔公孫淵的老巢襄平而去。公孫淵得到消息，急忙撤兵救援襄平，結果在遼河被司馬懿的伏兵打敗，卑衍被夏侯霸殺死。公孫淵退回襄平堅守，魏兵包圍了襄平城。襄平城中沒有糧草，兵無戰心，將士們暗中勾結，準備殺死公孫淵之後投降。公孫淵大驚，急忙派相國王建、禦史大夫柳甫向司馬懿請降，司馬懿將王建、柳甫斬首。公孫淵又派侍中衛演請降，稱願意先送世子公孫修為人質，自己隨後出城投降，司馬懿不準。公孫淵無可奈何，隻得連夜棄城出逃，又被伏兵抓獲，被迫投降。司馬懿將公孫淵家族及同謀官員全都斬首，隨後班師回洛陽。
在司馬懿班師回洛陽途中，曹睿生了重病，眼見不能痊愈，便命曹真之子曹爽為大將軍，總管朝政，命侍中劉放、光祿大夫孫資掌管樞密院。病危之時，司馬懿趕回洛陽，當著曹爽、劉放、孫資的麵，曹睿效仿劉備白帝城托孤的做法，將年僅八歲的太子曹芳托付給司馬懿。曹睿死時，年僅三十六歲。
曹睿死後，曹芳繼承皇位，由司馬懿、曹爽二人共同輔政。曹爽門下有六位重要的幕僚，分別是何晏、鄧颺（yáng）、李勝、丁謐（mì）、 畢軌和桓範。何晏對曹爽說道：“當初令尊就是被司馬懿氣死的，大將軍要小心謹慎，絕不能讓司馬懿掌握大權。”於是，曹爽請求曹芳加封司馬懿為太傅，明升暗降，奪了司馬懿的兵權。曹爽掌握兵權以後，命兄弟曹羲、曹訓、曹彥等人掌管禦林軍，控製洛陽城。司馬懿借機稱病，不再參與朝政，曹爽因此愈發飛揚跋扈，排場幾乎與皇帝相同。