魏明帝曹叡于景初三年（公元239年）逝世，遗诏由年仅八岁的皇太子曹芳继位，并由大将军曹爽和太尉司马懿辅政。曹爽重用何晏、邓飏、李胜、毕轨、丁谧等人，排斥司马懿；且不久即晋升司马懿为太傅而夺去了他的实权。之后又任命弟弟曹羲和曹训为中领军及武卫将军，曹爽集团于是完全掌握宫中禁军。从此曹爽和何晏等心腹控制了朝廷的运作，权倾朝野，而同为辅政大臣的司马懿则被架空。
司马懿无法参与政令决策，为了等待时机，凝聚反击力量，于正始八年（公元247年）借故生病辞职以回避曹爽。次年，李胜到荆州上任刺史前向司马懿辞行，司马懿更在他面前装出重病的样子，因此令曹爽对他更为松懈；但于此同时，司马懿却与儿子司马师（当时为中护军）、司马昭以及太尉蒋济等人暗中准备发动政变。
正始十年正月（公元249年），少帝曹芳拜谒位于高平陵的魏明帝之墓，曹爽兄弟及其亲信们皆随同前往。
司马懿以郭太后名义下令，关闭了各个城门，率兵占据了武库，并派兵出城据守洛水浮桥；命令司徒高柔持节代理大将军职事，占据曹爽营地；太仆王观代理中领军职事，占据曹羲营地。然后向魏帝禀奏曹爽的罪恶说：“我过去从辽东回来时，先帝诏令陛下、秦王和我到御床跟前，拉着我的手臂，深为后事忧虑。我说道：‘太祖、高祖也曾把后事嘱托给我，这是陛下您亲眼见到的，没有什么可忧虑烦恼的。万一发生什么不如意的事，我当誓死执行您的诏令。’如今大将军曹爽，背弃先帝的遗命，败坏扰乱国家的制度；在朝内则超越本分自比君主，在外部则专横拔扈独揽大权；破坏各个军营的编制，完全把持了禁卫部队；各种重要官职，都安置他的亲信担任；皇宫的值宿卫士，也都换上了他自己的人；这些人相互勾结盘踞在一起，恣意妄为日甚一日。曹爽又派宦官黄门张当担任都监，侦察陛下的情况，挑拨离间陛下和太后二宫的关系，伤害骨肉之情，天下动荡不安，人人心怀畏惧。这种形势下，陛下也只是暂时寄居天子之位，岂能长治久安。这绝不是先帝诏令陛下和我到御床前谈话的本意。我虽老朽不堪，怎敢忘记以前说的话？太尉蒋济等人也都认为曹爽有篡夺君位之心，他们兄弟不宜掌管部队担任皇家侍卫，我把这些意见上奏皇太后，皇太后命令我按照奏章所言施行。我已擅自作主告诫主管人及黄门令说：‘免去曹爽、曹羲、曹训的官职兵权，以侯爵的身分退职归家，不得逗留而延滞陛下车驾，如敢于延滞车驾，就以军法处置。’我还擅自作主勉力支撑病体率兵驻扎在洛水浮桥，侦察非常情况。”
曹爽得到司马懿的奏章，没有通报曹芳；但惶急窘迫不知所措，于是就把曹芳车驾留宿于伊水之南，伐木构筑了防卫工事，并调遣了数千名屯田兵士为护卫。
司马懿派遣侍中、高阳人许允和尚书陈泰去劝说曹爽，告诉他应该尽早归降认罪；又派曹爽所信任的殿中校尉尹大目去告诉曹爽，只是免去他的官职而已，并指着洛水发了誓。
当初，曹爽因桓范是他同乡年长的故旧，所以在九卿之中对桓范特别加以礼遇，但关系不太亲近。司马懿起兵时，以太后的名义下令，想要让桓范担任中领军之职。桓范打算接受任命，但他的儿子劝阻他说：“皇帝的车驾在外，您不如出南门去投奔。”于是桓范就离城出去。走到平昌城门时，城门已经关闭。守门将领司蕃是桓范过去提拔的官吏，桓范把手中的版牒向他一亮，谎称说：“有诏书召我前往，请你快点开门。”司蕃想要亲眼看看诏书，桓范大声呵斥说：“你难道不是我过去手下的官吏吗？怎敢如此对我？”司蕃只好打开城门。桓范出城以后，回过头来对司蕃说：“太傅图谋叛逆，你还是跟我走吧！”司蕃步行追赶不及，只好在道旁躲避。司马懿得知后对蒋济说：“曹爽的智囊去了！”蒋济说：“桓范是很有智谋的，但曹爽就象劣马贪恋马房的草料一样，因顾恋他的家室而不能作长远打算，所以必然不能采纳桓范的计谋。”
桓范到了之后，劝说曹爽兄弟把天子挟持到许昌，然后调集四方兵力辅助自己。曹爽仍犹豫不决，桓范就对曹羲说：“这件事明摆着只能如此办理，真不知你读书是干什么用的！在今天的形势下，象你们这样门第的人想要求得贫贱平安的日子还可能吗？而且普通百姓有一人被劫作人质，人们尚且希望他能存活，何况你们与天子在一起，挟天子以令天下，谁敢不从。”他们都默然不语。桓范又对曹爽说：“你的中领军别营近在城南，洛阳典农的治所也在城外，你可随意召唤调遣他们。如今到许昌去，不过两天两夜的路程，许昌的武器库，也足以武装军队，我们所忧虑的当是粮食问题，但大司农的印章在我身上，可以签发征调。”然而曹羲兄弟却默然不动，从初夜一直坐到五更。曹爽然后把刀扔在地上说：“即使投降，我仍然不失为富贵人家！”桓范悲痛地哭泣道：“曹子丹这样有才能的人，却生下你们这群如猪如牛的兄弟！没想到今日受你们的连累要灭族了。”
于是曹爽向曹芳通报了司马懿上奏的事，告诉曹芳下诏书免除自己的官职，并侍奉曹芳回宫。曹爽兄弟回家以后，司马懿派洛阳的兵士包围了曹府并日夜看守；府宅的四角搭起了高楼，派人在楼上监视曹爽兄弟的举动。曹爽若是挟着弹弓到后园去，楼上的人就高声叫喊：“故大将军向东南去了。”弄得曹爽愁闷不已，不知如何是好。
戊戌，有司奏告：“黄门张当私自把选择的才人送给曹爽，怀疑他们之间隐有奸谋。”于是逮捕了张当，交廷尉讯问查实。张当交待说：“曹爽与尚书何晏、邓飏、丁谧，司隶校尉毕轨，荆州刺史李胜等人阴谋反叛，等到三月中旬起事”。于是把曹爽、曹羲、曹训、何晏、邓飏、丁谧、毕轨、李胜以及桓范等人都逮捕入狱，以大逆不道罪劾奏朝廷，并与张当一起都被诛灭三族。
以司马懿为首的士族清除了以曹爽为首的曹氏宗室在朝中的势力，所牵连者达五千余人。四月后，魏帝改元嘉平。司马懿除任用名士、能人外，亦提拔亲信、心腹之人。
王淩和令狐愚因为高平陵事件，认为魏帝曹芳年幼平庸而司马懿独揽大权，于是在两年后发动兵变企图推翻曹芳和司马懿，另立年纪较长的曹彪（曹操儿子）为帝，即淮南三叛。
驻守雍州的征蜀护军夏侯霸因与曹爽有亲戚关系，同时身为征西将军侄儿夏侯玄被徵召入洛阳，于是恐惧会遭司马氏逼害；同时与自己不和的郭淮又出任征西将军，都令他十分不安，因而逃入蜀汉。
司马懿因为这次政变，消除了由曹爽领导的曹氏宗室在朝中的势力，曹氏宗室力量日渐薄弱，司马氏得以完全掌握了权力，控制了曹魏朝政，逐步消灭支持曹氏的势力，向篡夺曹魏政权的目标前进，为日后司马炎代魏立晋奠下了根基。
