齐王司马冏掌权后目中无人又引起河间王司马颙不满，太安元年(302年)底，司马颙上表陈述司马冏的罪状，兴兵讨伐首都洛阳，声称当时驻军在洛阳的长沙王司马乂为内应。司马冏得知消息，派遣部将董艾攻打司马乂。司马乂无奈之下率领附属百余人，乘车奔袭皇宫，以奉天子的名义攻打司马冏。司马冏战败被杀，其下两千名党羽都被夷灭了三族，司马乂独揽大权。见自己的谋划为他人做了嫁衣的河间王司马颙在不满之下联合成都王司马颖率军攻打洛阳，久战不胜。此时在朝中任职的东海王越趁司马乂久战疲惫之机，擒拿了司马乂并将其交给了司马颙，结果司马乂被司马颙下令火烤而死。
之后司马颙拥戴司马颖入朝执政，这又引起了司马越不满，于是起兵讨伐司马颖，东安王司马繇劝司马颖投降，司马颖拒绝，并在击败了司马越之后杀死了东安王司马繇。之后又出兵攻打东海王越的弟弟司马腾，被司马腾联合异族击败，消息传到洛阳，人心惶惶，司马颙见此便矫诏废除司马颖的皇太弟之位，邀请司马越回朝与其共同辅政。但司马越拒不接受。永兴二年(305年)，司马颙挟持晋惠帝，发诏要罢免司马越等人。司马越就打出"张方劫迁车驾，天下怨愤，欲奉迎大驾，还复旧都洛阳"的名义起兵，先后击败司马颙、司马颖，后司马颖被司空、范阳王司马虓所俘，不久司马虓暴毙，其手下矫诏赐死司马颖。光熙元年十一月十八日(307年)，晋惠帝司马衷突然死亡。司马炽继位，是为晋怀帝。晋怀帝刚登基，就下诏书要以司马颙为司徒，让其回朝廷。司马颙不疑有他，就乘车上路。到新安雍谷时，被南阳王司马模所派遣的将领梁臣掐死在车内。
永嘉元年(307年)，晋怀帝改元永嘉，太傅、东海王司马越辅政，掌握了朝廷大权。八王之乱至此终结。这场长达16年之久的内乱给中原带来了巨大的灾难，战乱导致阶级矛盾和民族矛盾迅速激化，统治者忙于内战，削弱了中原的力量，导致北方游牧民族趁机壮大和大规模内迁，各族流民也频繁起事，加速了西晋的灭亡，也导致了西晋亡国后近三百年的动乱，使中国进入了差点灭族的五胡十六国时期。
