甘露五年（公元260年），魏帝曹髦不甘司马氏威胁自己帝位，召见王经等人，对他们说“司马昭之心，路人所知也”（后演变为成语“司马昭之心，路人皆知”），带领冗从仆射李昭、黄门从官焦伯等，授予铠甲兵器，率领亲兵讨伐，[11] 司马昭遂使亲信贾充派遣武士成济杀害曹髦，事后成济被处死，而司马氏家族则没受牵连。司马昭另立常道乡公曹奂为帝。（见“司马昭弑君”）
此外，以竹林七贤为代表的一批玄学名士对司马氏持消极反抗态度，他们之中的大部分在魏末晋初都陆续归服于司马氏，嵇康则被司马氏以非毁名教和欲助毋丘俭为乱之罪名杀害。[
这一时期，曹魏与吴蜀交兵仍频，尤以蜀汉姜维为甚，号称“九伐中原”，双方互有胜败。
禅让而终
随着蜀汉国力日下，景元四年（263年）魏朝司马氏展开攻灭蜀汉计划，派遣钟会、邓艾、诸葛绪等攻伐蜀汉，结果蜀后主刘禅出降。蜀汉灭亡后，钟会密谋据蜀自立，诬陷邓艾谋反，与蜀汉姜维共谋其事，却被众魏将所攻杀，邓艾也遭卫瓘所派遣的田续杀害。
其后司马昭病死，其子司马炎于泰始元年十二月丙寅日（公元266年2月8日[66] ），逼迫曹奂禅让，改国号为晋，曹魏遂亡。
曹奂禅让后，被司马炎封为陈留王，享有使用天子旌旗，行曹魏正朔，郊祀天地礼乐制度皆如魏旧，上书不称臣，受诏不拜的特权。[13] 作为曹魏后续的陈留国（公元266年—公元479年）历经两晋、刘宋，传至南齐，享国214年。
控制范围
曹魏的疆域主要在曹操时即大幅发展，至曹丕称帝建国后定型，约占有整个华北地区。大致上北至山西、河北及辽东，与南匈奴、鲜卑及高句丽相邻；东至黄海。东南与孙吴对峙于长江淮河一带及汉江长江一带，以寿春、襄阳为重镇；西至甘肃，与河西鲜卑、羌及氐相邻。西南与蜀汉对峙于秦岭、河西一带，以长安为重镇。在立国后原有87郡及十二州，有：司隶、徐州、青州、豫州、冀州、并州、幽州、兖州、凉州、雍州、荆州（占东汉荆州北部）、扬州（占东汉扬州北部）。
曹魏于西域设置管辖海头（今新疆罗布泊西）的西域长史和管辖高昌的戊己校尉。
黄初二年（公元221年）孙权称藩后，曹魏让孙权领有荆州牧，将荆扬等孙权势力则定为荆州，曹魏原直辖的荆州北部改称为郢州。双方决裂后曹魏复改郢州为荆州。
黄初元年（公元220年）至黄初七年（公元226年），分陇右置秦州，最后并入雍州。灭蜀汉后分益州置梁州，共增加两州。
政治
文官制度
在官员的任用上，从曹操起，实行“唯才是举”的原则。为了更多的招揽人才，魏文帝在称帝前，建立了九品官人法，其做法是：郡设小中正，州设大中正，小中正采择舆论，按人才优劣定品第高下，上报大中正；大中正核实后上报司徒；司徒再加审核然后交尚书选用。还规定，郡人口十万以上，岁察一人，特别优异的不受户口限制。这种制度在开始实行的时候，重视舆论，不拘爵位，“论人才优劣非谓世族高卑”，比起东汉末年外戚或宦官操纵仕途与单纯以封建道德为标准的“举孝廉”，无疑是一个进步。
魏文帝在黄初五年（公元224年）立太学，设立春秋谷梁博士，提高了官员的素质保证。
魏明帝时，采纳代理司徒董昭的建议，立郎吏课试法：“郎吏学通一经，才任牧民；博士课试，擢其高第者亟用；其浮华不务道本者，罢退之。”魏明帝又诏令散骑常侍刘劭作都官考课法七十二条，交百官议，议旧不决，未能实行。
魏宗室封爵分王、公、侯、伯、子、男（以上皆称国）、县侯、乡侯、亭侯、关内侯十等，皇后以下的嫔妃，分贵嫔、夫人、淑妃、昭仪、昭华、修容、修仪、婕妤、容华、美人、良人等爵号；又置列侯、关内侯、名号侯（十八级）、关中侯（十七级）、关外侯（十六级）、五大夫（十五级）共六等爵以赏军功，关内侯以下皆不食租，谓之虚封。文武官吏的级别分为九品，俸禄发给粟米，以石计算。
地方制度
曹魏大致继承东汉的疆域及政区制度，为州、郡、县三级制。州设刺史或州牧。郡设太守。县大者置令，小者置长。
郡制方面：曹魏河南郡治洛阳，为京师所在，称司州。曹魏又设王国，置相，与郡同等；县制方面：曹魏有公国、侯国、伯国、子国、男国之封。
法律制度
魏文帝承用秦汉旧律，明帝命陈群、刘劭等删节汉律令，制定《魏律》（治民）十八篇、《州郡令》（治地方官）四十五篇、《尚书官令》（治朝官）、《军中令》（治军）共一百八十余篇，又置律博士，专用郑玄的学说解释律令。
地方各级行政长官兼任司法官，中央司法机关为廷尉，一般案件州郡可自行解决。
魏文帝时，曾沿用秦汉旧律，有所谓诽谤妖言罪，犯者杀，告者有赏，在实行中诬告者甚多。黄初四年，文帝下诏：敢以诽谤相告者以所告罪罪之。次年又补充规定：谋反、大逆乃得相告，其余皆勿听治，敢忘相告者以其罪罪之。
曹魏在建立之初一直沿用汉律。但汉律自萧何于汉高祖时在秦律的基础改定而来，经过四百多年的发展变化，显得十分庞杂与苛碎，已不适应当时的政治经济发展的情况。正如《晋书·刑法志》所言：”世有增损，率皆集类为篇，结事为章。一章之中或事过数十，事类虽同，轻重乖异。而通条连句，上下相蒙，虽大体异篇，实相采入。《盗律》有贼伤之例，《贼律》有盗章之文，《兴律》有上狱之法，《厩律》有逮捕之事，若此之比，错糅无常。后人生意，各为章句。叔孙宣、郭令卿、马融、郑玄诸儒章句十有余家，家数十万言。凡断罪所当由用者，合二万六千二百七十二条，七百七十三万二千二百余言，言数益繁，览者益难。这说明汉律不但条目繁多，十分庞杂，而且前后矛盾，互相重复，所以在实际上应用起来十分困难。在这种情况下，太和三年，魏明帝下诏改定刑制，命司空陈群，散骑常侍刘劭，给黄门侍郎韩逊，议郎庾嶷，中郎黄休，荀诜等删约旧科，傍采汉律，定为魏法，制《新律》十八篇，《州郡令》四十五篇，《尚书官令》、《军中令》，合百八十余篇。《资治通鉴》胡三省注云：”州郡令，用之刺史、太守；尚书官令，用之于国；军中令，用之于军。”《晋书·刑法志》认为此次定律：“于正律九篇为增，于旁章科令为省矣。“所以曹魏定律，是在秦汉律由简到繁以后，中国封建刑律由繁到简的又一个重要的转折点，对晋律和唐律的产生具有直接的影响，在中国法律制度史上居于承前启后的重要地位。
军事
编制
曹魏时期的中央军，分为中军和外军。魏的中军略等于汉代的南北军，担负着宿卫皇宫、拱卫京师的任务，所以《历代兵制》认为“魏制略如东汉，南北军如故”，依然把魏的中军称为南北军。不过由于汉末三国战事频仍，中军常常四出征伐，与汉代北军相比，魏中军的作战任务重得多。
《历代兵制》叙述了魏中军的发展：“初，曹公自置武卫营于相府，以领军主之。及文帝增置中营，于是有武卫、中垒二营，以领军将军并五校统之。”武卫营是曹魏集团最亲近的宿卫禁兵，其设置时间，王欣夫《补三国兵志》说在建安十三年（公元二零八年）。那时曹操刚做相国，便在相府自置武卫营。当时汉帝的禁兵为数已不多，且在曹操控制之下，武卫营一成立，相府更是威重汉宫。武卫营的统帅最初是许褚，官职为武卫中郎将，后迁武卫将军。曹魏王国作武卫将军的，都是皇帝很亲近的人。魏文帝置中垒、中坚二营，归中领军统帅，魏明帝又置骁骑，游击二营。《历代兵制》只提到武卫、中垒二营，有所疏漏。《历代兵制》说“武卫、中垒二营，以领军将军并五校统之”，也是不确的。事实上，曹魏先后置武卫、中垒、中坚、骁骑、游击等新五营，归中领军统帅；东汉以来北军的屯骑、步兵、射声、越骑、长水五营，曹魏时期依然存在，但兵员已少的可怜，五校地位已不如武卫将军等，已无可能去统帅武卫、中垒等新营。[
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