永康二年（301年），赵王司马伦专权心切，便将惠帝移到金墉，自立为王，改元建始。不久，齐王司马冏起兵反赵王司马伦，成都王司马颖在邺（今河南临漳），常山王司马冏在其藩地，也一同起兵响应。河间王司马颙在关中，派张方去援助赵王司马伦，但一见齐王司马冏，成都王司马颖势力甚大，便反过来又支持二王。由于诸王的投入，“八王之乱”开始发展为一场大混战。四月，左卫将军王舆与尚书广陵公漼带兵入宫，杀了孙秀，先逐赵王伦归第，随后一同杀了，将惠帝重新从金墉迎回。齐王冏带兵至洛阳，甲兵十万，旌旗招展，震动京师，惠帝拜为大司马，都督中外军事，加九锡之命，又封成都王司马颖为大将军，录尚书事也加九锡。但卢志却不出来私下劝司马颖推崇齐王冏，以显无私欲之心。成都王司马颖授受了他的建议，以母亲身体不佳为托辞不受九锡，回到邺城。
齐王冏辅政，一开始就大建官邸，沉湎酒色，不入朝见，外事惟亲是宠，选举不均，以至朝廷侧目，海内失望。司马冏兄东莱王司马蕤与王舆一起计谋废除齐王司马冏，但事情泄密，东莱王冏蕤被免为庶人，王舆被杀。
永宁二年（302年），河间王司马颙起‘兵反齐王冏，成都王司马颖响应，长沙王也率兵前来协助。长沙王见了成都王司马颖，说：“天下之事，应以先帝之业为先，我们应当维护它。”听者对他都有所惧怕。李含这时便对河间王司马颙说：“可以放令让长沙王去讨伐齐王冏，并且同时把这事预先透漏给齐王冏，齐王冏一定会起兵灭杀长沙王，然后再将罪归于齐王冏，消灭齐王冏而立成都王司马颖。”河间王司马颙听从了李含的计策。果然，齐王冏派将领董艾去袭击长沙王，双方交战后齐王冏部败阵。长沙王抓住了齐王冏，并将他杀了。河间王司马颙原以为冏弱而强，可是结局却出乎意料，于是便发布通告，动员诸方力量讨伐长沙王。
太安二年（303年），成都王司马颖、河间王司马颙起兵攻打长沙王。河间王颙以张方为都督，领精兵七万开赴洛阳，成都王司马颖以陆机为将军，督王粹、牵秀、石超等二十余万人，浩浩荡荡向洛阳逼近。惠帝暂避洛阳西十三里桥，参军皇甫商率兵在宣阳（属河南）抵抗张方，被张方击败。张方进入洛阳，烧毁清明、开阳二门，死者万计。石超带兵追赶惠帝的随从。攻下缑氏（河南偃师）后，放火焚烧。不久，王师回旋洛阳，在东阳门击破牵秀，在建春门击破陆机。长沙王奉惠帝之命讨伐张方，在洛阳城中交战，张方部下见惠帝乘舆前来，便往后退去，张方阻止不住，大败而去，退到十三里桥。这时人心沮丧，有人便劝张方趁夜溜之大吉，张方说：“兵之胜败是常事，贵在因败而反过来取胜。我们可以出其不意袭击洛城，这才叫做用兵之奇。”于是在夜里偷偷带兵逼进洛城。长沙王刚刚打了胜仗，有些麻痹，这时率兵出战，被张方打败。张方围城多日，但始终不能攻克，想撤回长安。
这时，被张方所围的洛阳缺粮大饥，殿中的一些将领也苦于死守，便密谋趁夜抓住长沙王，逼东海王司马越出来作主，并通知惠帝免除长沙王的职位，将他送到金墉。张方则趁机派部将赶到金墉，杀了长沙王。八王之中，长沙王是最有才略的一个。等到长沙王死，大局便越发不可收拾。永兴元年（304年），东海王越于是开城迎成都王司马颖，以成都王司马颖为丞相，东海王越为尚书令。成都王司马颖仍率部还邺城，张方也在掠劫奴婢万余人后西还。
该年七月，右卫将军陈眕及长沙王的旧将上官已等人起兵讨伐成都王司马颖，惠帝也亲自北征，聚兵十万以上，逼近邺城。成都王司马颖派石超迎战，结果王师被打败，并抓获了惠帝，侍中嵇绍（嵇康子）保护惠帝，被兵士所杀。河间王司马颙起兵来协助成都王司马颖，命令张方率兵进入洛阳，东海王越逃回东海。
于此同时，王浚在幽州起兵，联合鲜卑、乌桓及并州刺史东赢公腾，南下讨伐成都王司马颖。成都王司马颖命石超等人抵抗，被击败。邺中大震，人心涣散。卢志劝成都王司马颖将惠帝送回洛阳，五天后至洛城。王浚乘胜追击，攻克邺城，杀烧劫掠，荼毒百姓。张方也趁势逼惠帝走洛阳，行前，军士抢劫后宫、分争府藏，一时魏晋以来的宝藏，一扫而空。十一月，惠帝一行到达长安，立豫章王炽为皇太帝，以河间王司马颙都督中外军务，张方为中领军，录尚书事，领京兆太守。
永兴二年（305年），东海王司马越起兵征伐河间王司马颙及张方，王浚等推东海王司马越为盟主，东海王司马越于是以刘乔为冀州刺史，以范阳王司马虓领豫州。刘乔与范阳王九虎有隙，河间王司马颙便命其部将配合刘乔一起攻打范阳王司马虓。司马虓失败，派人去幽州求兵，得到突骑八百余人，打败了刘乔。河间王司马颙命令刘弘等去援助刘乔，刘弘认为张方一伙残暴无度，一定会败，便派合得到东海王司马越处求和。成都王司马颖进驻洛阳，与河间王司马颙一同抵御东海王司马越。永兴三年（306年），范阳王司马虓渡官渡（河南中牟县北），攻下荥阳，杀死石超，分兵许昌，又破刘乔。河间王司马颙听说刘乔败，大为惊惧，心想罢兵，但又恐怕张方不会答应，正犹豫不定时，有人劝他还是赶紧杀了张方，以此谢罪。于是河间王司马颙派郅辅去杀了张方，将首级示之东军，并要求与东海王司马越求和。
东海王司马越不答应，发兵西进。成都王司马颖从洛阳逃至华阳。东海王司马越派其部将祁弘等进兵长安迎惠帝。河间王司马颙知道大势不妙，先派人杀了郅辅，然后派彭随等前去迎战祁弘，但大败而归。河间王司马颙又派马瞻等低御祁弘部队，也战败而亡。河间王司马颙一人乘马，逃往大臼山。祁弘于是率兵进入长安，所部鲜卑在城中大掠，杀人二万人余。不日便奉命护惠帝返回洛阳。惠帝以东海王司马越为太傅，录尚书事。成都王司马颖则从华阳过武关，想回自己藩地，被刘弘中途截住，成都王司马颖丢下母亲、妻子，单车与二子渡河奔朝歌，想搜罗故将残兵，归属公师藩，被冯嵩在中途抓住，送到邺城，不久被杀。河间王司马颙逃到南山后，此时正被糜晃等围在城中，不久诏他为司马，河间王司马颙信以为真，结果在中途为南阳王司马模部将杀死在车中。永兴三年十一日，惠帝中毒而死，传为东海王司马越所害，太帝炽即位，是为怀帝。“八王之乱”自此结束。
八王之乱前后历经十六年，给了建立不久的晋王朝以毁灭性的打击，从内部挫伤了它的元气，并因无暇顾及边防，而使少数民族的贵族能乘机起兵，扶植势力，对此后历史产生了巨大的消极作用。
西晋的灭亡
永安三年（306年），西晋“八王之乱”终于降下帷幕。东海王司马越取得最后的胜利。不久，司马越毒死惠帝，另立司马炽为帝，是为怀帝。第二年改元永嘉（307—313年）。永嘉时期，民族矛盾、阶级矛盾非常尖锐，自然灾难十分严重，西晋政权处于风雨飘摇之中。
永嘉元年（307年）二月，东莱豪族王弥从青、徐起兵反晋，自称为征东大将军。司马越派公车令鞠羡讨伐王弥，被王弥所杀。稍后，汲桑、石勒招集奴隶、囚徒和流民，队伍不断壮大，攻破邺城，杀西晋邺城都督、新蔡王司马腾。司马越令兖州刺史荀晞迎战，双方在阴平（今河北大名东）、平原（今山东平原）一带对垒数月，大小三十余战，互有胜负。由于荀晞实力雄厚，经验丰富，终于击溃汲桑、石勒。后汲桑战死。石勒投奔匈奴贵族刘渊建立的汉政权。王弥被晋将荀纯击败亦归附于汉。这时，西晋军队比反晋势力略占优势，但当晋军在战场上取得局部胜利后，统治者内部猜嫌又起。司马越因荀晞镇压汲、石有功，升其为抚军将军，都督青兖二州。于是，司马越拜荀晞征东大将军、开府仪同三司、侍中、假节、都督青州诸军事、青州刺史，又进其爵为东平郡公。荀晞立下大功，反失去兖州地盘，对司马越十分不满。到青州后，荀晞不再服从中央，而擅自置立参佐和守令。
永嘉二、三年（308—309年），北方各族反晋斗争力量都集中到汉王刘渊的旗帜下，反晋浪潮再度高涨，刘聪南据太行，石勒东下赵魏，王弥攻击青、徐、兖、豫等州。永定嘉三年秋冬，刘渊对洛阳发起两次攻击。九月，刘聪率军长驱至宜阳（今河南宜阳西）。自持兵强，懈怠不设备，遭到西晋弘农太守垣延的夜袭，大败而归。十一月，刘聪、王弥、刘曜等以精骑五万在前，呼延翼部以步卒后继，再次进攻洛阳。由于晋军顽强抵抗，呼延翼兵败，被部下杀死，汉军损失惨重。汉军两次失利，说明晋军尚有一定实力。但是，西晋统治者内部，尤其是司马越与怀帝之间的矛盾日益尖锐。怀帝稍亲政事，司马越立即流露出不悦之色，怀帝有心腹近臣缪播、缪胤、王延数人，司马越被诬犯上作乱，杀之于帝侧，怀帝亦悲亦惧，惟欷嘘叹息而已。后来，司马越悉数驱逐殿中武官，代之以东海国兵。
永嘉四年（310年）。汉军分兵消灭各地晋军有生力量，积聚粮食，扩大武装。八月，刘渊病死，刘聪篡夺大位。这年冬天，刘聪发起对洛阳的总攻，声势浩大。洛阳危如垒卵。司马越遣使征发各地援军，怀帝悲悲切切嘱咐使者转告各征镇说：“现在还有救，晚了就没救了。”可是使者如泥牛入海，杳无消息，始终不见各地都督、刺史发来一兵一卒。其时并州刘琨不能自保，王浚割据幽燕，或派不出兵，或按兵不动，荆湘交广四州都督山简“优游卒岁，惟酒是耽”，他派出的勤王之师在半路上就被打败。荆州刺史王澄也是只知纵酒，不亲庶事，他领着援军出来，听说山简败了，当即散众而还。洛阳文官武吏闻后都惶惶不安，很多人主张迁都避难。而身为宰辅与最高军事统帅的司马越既无退敌良策，又无坚守之志，竟以出讨或石勒借口，把皇帝扔在洛阳，而带领大军和一大批公卿官吏，匆匆出发。
司马越屯兵于项（今河南淮阳），留下潘滔为河南尹，总摄洛阳之事。潘滔不顾大局，再次挑起内部事端，诬害荀晞，荀晞兵力强盛，有恃无恐，岂能善罢甘休，上表强烈要求诛杀潘滔。司马越不许，荀晞更是怒不可遏，公开与司马越决裂，移文诸州郡列举自己的功绩与司马越的罪状。怀帝本来就憎恶司马越擅权，便诏令荀晞为大将军讨伐司马越，在汉军大兵压境的情况下，荀晞、司马越剑拔弩张，自相残杀。司马越心力交瘁，忧愤成疾。永嘉五年四月，病死于项。
司马越既死，众人推王衍为元帅，王衍不知所措，推让于襄阳王司马范，司马范也不敢接受，军中无人主事，乱作一团。他们置洛阳安危和怀帝的死活于不顾，扶司马越的灵柩回东海国，一二十万大军跟着向东逃跑。石勒闻报，立刻率轻骑追到苦县（今河南鹿邑东）、大败晋军，然后又指挥骑兵围攻晋军，乱箭齐发，晋军将士相互践踏，尸积如山，几无幸免者。王衍、司马范等王公贵族都束手就擒，石勒令对司马越剖棺焚尸，以示惩罚。又与王衍见面，王衍陈说西晋祸乱的原因，一再诉说自己不预政事，与己无关。为求活命，王衍劝石勒称帝。石勒怒喝道：“你名重天下，身居要职，且是少年登朝，直至白首，怎么能说不预政事？破坏天下，正是你的罪恶！”当晚，石勒派人推倒王衍等人住处的墙壁，把他们埋在残垣断壁里。
在洛阳危难中，荀晞曾建议迁都仓垣，又派兵迎搂怀帝，由于潘滔阻拦，也由于近臣贪恋洛阳财产，迁都没能实现，只能困守愁城。待到洛阳陷入绝境，宫廷侍卫或死或逃，没剩下几个人，车子也没有一辆。在几十名官吏的陪同下，怀帝步行走出宫门，准备逃离洛阳，一行人刚刚走到铜驼街，突然遇见一群拦路抢劫的饥民，只得退回宫中。七月，汉军呼延晏、刘曜、石勒、王弥等攻陷洛阳，俘获怀帝。汉军大肆烧杀掠夺，官吏百姓死者三万多人，城内一片大火，宫庙、官舍化为一片废墟。
汉帝被俘虏到平阳（今山西临汾），在他被杀之前，西晋各地的残余势力纷纷建立临时朝廷。司徒傅祗首先在洛阳建立行台，接着司空荀藩也在密县建立行台，奉秦王司马业为主，后徙屯许昌。同时，荀晞拥豫章王司马端为皇太子，而自命都督中外诸军事、录尚书事并在仓垣建行台，稍后，幽州王浚又立一个皇太子，这些临时朝廷的创立者或有复兴晋室的忠心，或有取代晋室的野心，但都维持不长。傅祗征兵四方，久候不至，自己染暴疾而亡。荀藩手下无兵，依赖阎鼎控聚的数千流民，反受阎鼎所制，荀晞骄奢苛暴，部众离叛，加上疫病饥馑，不久被石勒打败，他与司马端都当了俘虏。王浚局促于幽燕，调役繁重，属下不堪其命，鲜卑、乌桓都叛逃而走，兵势不断削弱，他所立的皇太子也莫名其妙地失踪了。
永嘉五年（311年）九月，刘曜占领长安，杀死守将南阳王司马模，其时关中诸郡，“百姓饥馑，白骨蔽野，百无一存”。晋安定太守贾疋，冯诩太守索綝，安夷护军鞠允，率领州刺史鞠特、扶风太守梁综合兵十五万围攻长安，屡败刘曜，刘曜不得不放弃长安，驱掠关中男女八万口退还平阳。时值阎鼎裹胁秦王司马业入关，贾疋迎之人居长安，立为皇太子。不久，贾疋战死，朝中诸将因争权大动干戈，阎鼎杀死梁综、鞠允、索綝等，又攻阎鼎，阎鼎出奔被杀。永喜七年（313年）五月，怀帝死讯传到长安，司马业继位为帝，他就是西晋的末代皇帝愍帝。这位13岁的皇帝即位时，“长安城中，户不盈百，蒿棘成林，公私有车四乘，百官无章服、印绶，惟桑版署号而已”。
鞠允在关中辅佐愍帝，艰苦地坚持了三年多，经常遭到刘聪、刘曜的攻击。建兴四年（316年），刘曜又攻入关中，进围长安。长安城中大饥，米一斗值黄金二两，人相食，死者大半。太仓中只余面饼数十个，鞠允磨为粉屑，熬粥以供帝室，很快也吃光了。十一月，愍帝出降刘曜，被送到平阳，次年被杀，西晋灭亡。
少数民族的内迁
东汉末年至十六国时期少数民族大规模内迁，内迁的民族主要有匈奴、鲜卑、乌桓、羯族、羌族、氐族、賨人。
匈奴是生活在大漠草原上的一支游牧民族。秦汉之际冒顿为匈奴单于，相继征服了东至辽水、西达西域，北抵贝尔加湖、南邻长城的广大地区。东汉建武二十二年（46年），蒙古草原发生大旱灾，赤地千里，匈奴分裂为两支，一支为北匈奴，向西方迁移，一支为南匈奴依附东汉，居于五原郡（今内蒙古自治区五原县境内），后来又逐渐南移，集中到并州北部的汾河流域。建安十一年（206年），曹操打败袁绍的外甥、并州刺史高于，取得并州后，命梁习为别部司马领并州刺史。梁习到并州后，采取恩威并济、软硬兼施的办法使匈奴“单于恭顺，名王稽颡、部曲服事供职，同于编户”，匈奴归附了曹操。