魏明帝曹叡于景初三年（西元239年）逝世， 遺詔由年僅八歲的皇太子曹芳繼位， 司馬懿乃與大將軍曹爽一起接受遺詔輔佐少主。 曹芳即位， 司馬懿任侍中、持節、都督中外諸軍、錄尚書事， 和曹爽各統精兵三千人， 共執朝政。 曹爽重用何晏、鄧颺、李勝、畢軌、丁謐等人， 排斥司馬懿；且不久即晉升司馬懿為太傅而奪去了他的實權。 之後又任命弟弟曹羲和曹訓為中領軍及武衛將軍， 曹爽集團於是完全掌握宮中禁軍。 從此曹爽和何晏等心腹控制了朝廷的運作， 權傾朝野， 而同為輔政大臣的司馬懿則被架空。
司馬懿裝病
司馬懿無法參與政令決策， 為了等待時機， 凝聚反擊力量， 於正始八年（西元247年）藉故生病辭職以回避曹爽。 西元248年， 李勝到荊州上任刺史前向司馬懿辭行， 司馬懿更在他面前裝出重病的樣子， 因此令曹爽對他更為鬆懈；但于此同時， 司馬懿卻與兒子司馬師（當時為中護軍）、司馬昭以及太尉蔣濟等人暗中準備發動政變。
嘉平元年（249年）正月， 魏帝曹芳離開洛陽去祭掃魏明帝的墳墓高平陵， 大將軍曹爽、中領軍曹羲、武衛將軍曹訓均從行。 司馬懿乘機上奏郭太后， 請廢曹爽兄弟。 當時， 司馬師為中護軍， 率兵屯司馬門， 控制京都。 司馬懿列陣， 經過曹爽門前， 曹爽部將嚴世登樓， 引弩欲射， 孫謙拉著他的胳膊阻止他說：“事未可知。 ”大司農桓範出城去投曹爽， 蔣濟擔心道：“智囊往矣。 ”司馬懿則說：“范則智矣， 駑馬戀棧豆， 爽必不能用也。 ”司馬懿召司徒高柔假節行大將軍事， 管領曹爽軍營， 對他說：“君為周勃矣。 ”召太僕王觀行中領軍事， 統攝曹羲軍營。
曹爽
司馬懿自率太尉蔣濟等勒兵出迎天子， 駐紮在洛水浮橋。 派人上奏章給皇帝陳述曹爽之罪。 曹爽扣住奏章， 把曹芳留在伊水之南， 砍伐樹木建成鹿角， 徵發屯兵數千人以自守。 桓范勸曹爽挾持皇帝到許昌去， 發文書徵調天下兵馬勤王。 曹爽果然疑惑， 不從其計。 反而夜遣侍中許允、尚書陳泰去見司馬懿，
司馬懿發動政變
司馬懿通過政變， 消除了由曹爽領導的曹氏宗室在朝中的勢力， 曹氏宗室力量日漸薄弱， 司馬氏得以完全掌握了權力， 控制了曹魏朝政， 逐步消滅支持曹氏的勢力， 向篡奪曹魏政權的目標前進， 為日後司馬炎代魏立晉奠下了根基。