“八王之乱”时，赵王伦年近七十，也没有什么本事，诛杀贾后夺权等一系列行动实际上都是他的中书令孙秀策划、执行的。一时间，这个出身小吏的孙秀成为全国最有势力的人。“八王之乱”的战事竟始于一个小人物，倒也有趣。
当时和赵王伦争夺最高执政权最有力的人是淮南王司马允，赵王伦极不放心，就封他为骠骑将军，领中护军。孙秀还是不放心，写了一封“诏书”要淮南王削兵权。淮南王允一看“诏书”竟是出自孙秀的手笔，便勃然大怒，当即率所统七百精兵向皇宫杀去。宫门紧闭，淮南王无法攻入，便转而围攻赵王伦的府第。这一仗打了近四个时辰，最后赵王伦派了一支外军诈称“有诏助淮南王”，乘其不备杀死淮南王允。这次事变，连同被牵连而死的有好几千人。这个小战役只是宗室内战的第一仗。打败淮南王允之后，赵王伦篡位的企图日益明显。他蹈袭曹魏代汉、晋代曹魏的先例，给自己加“九锡”，另外扩充府兵达到三万人。
一切准备就绪，永康三年（公元301年）正月，赵王伦宣布称帝，并将惠帝废在金墉城。早就磨刀霍霍的各地诸侯趁机以讨贼的口号造反，杀奔京城。这里面较有实力的是镇守邺的成都王司马颖、镇守关中的河间王司马颐、镇守许昌的齐王司马囧。常山王司马义的势力不大，加上和成都王颖接邻，于是把自己的军队作为成都王颖的后军，随同出征。
四王三军，齐腾腾杀奔洛阳。朝廷的赵王伦派了两支军队前去“平叛”，都被杀得大败。成都王颖的军队很快就渡过黄河，直逼洛阳。宫廷内陷入一片恐慌和混乱，禁卫军为了自保首先叛变，他们杀死孙秀，逼赵王伦写退位诏书，恭迎惠帝复位。第二天，惠帝复位，派人迎请四王入京。只做了几天皇帝的赵王伦羞愧交加，用巾帕蒙着脸哭道：“是孙秀害了我！是孙秀害了我！”他的命运从兵败的那一日就定了下来，赵王伦被赐自杀，伪朝廷所用的官员全部斥免。
这一场“叛乱”和“平叛”持续两个月，共造成十万人死亡，洛阳城台府库存遭到严重破坏。这仅是皇族大混战的第一个段落，进入洛阳的四王很快就开始了内讧。
惠帝根据这次“平叛”的功劳，给四个王论功行赏。齐王同为大司马，加九锡；成都王颖为大将军、录尚书事，也加九锡；河间王颐为侍中、太尉，加三锡；常山王义为抚军大将军，领左军，不久又改封为长沙王。这四个人中，成都、长沙二王都是惠帝的亲兄弟，是年轻王子；齐王是惠帝的堂弟兄，时当中年；而河间王则比惠帝和上述三王都长一辈。成都王颖和齐王同并非亲兄弟，但却平起平坐，当时有人劝齐王同说：“如果不能与成都王同心辅政，就该剥夺他的兵权。”长沙王义偏向亲兄弟，就劝成都王颖一举除掉齐王同。几派在暗暗较劲，成都王决定以退为进，以母亲程太妃身体欠佳为理由，须回邺侍病，让齐王独掌朝政。朝臣一看，成都王退让有孝，还吩咐士兵收敛败军赵王伦士兵的遗骨，是个贤王。反观留在朝中的齐王同独专朝政，兴造府第，宴乐无度。两相比较，大臣们不禁叹息，并且预感会有大事发生。
惠帝永宁二年（公元302年），河间王颙率先发难，他上表请求同为执政的长沙王剥夺齐王的权力，迎请成都王辅政。上表的同时，河间王派了一支军队往洛阳进发。洛阳内的长沙王反应很快，率领一支一百多人的禁军以惠帝名义讨伐齐王同。齐王放火烧了宫门，并派人到处喊：“长沙王矫诏”。但是没有人听他的了，该怎么杀还是怎么杀。齐王同被杀，长沙王成了朝廷的执政。这是“八王之乱”的第二个阶段。
长沙王在洛阳掌权后不久，很快就和成都王司马颖不和。他的亲兄弟成都王就联合河间王颙派军讨伐。成都王出兵二十万，河间王出兵七万，浩浩荡荡就往洛阳进发。长沙王有些胆怯，决定扛出那个几乎被忘掉的惠帝司马衷，御驾亲征。长沙王颖虽然势大，却是屡战屡败。他的领军将领是著名的江东才子陆机，陆机显然不擅长领兵，北方的将领都看不上这个江东来的文人将军，不愿意协同配合。成都王颖的监军宦官孟玖和陆机、陆云兄弟有些私怨，趁军队打败仗时向成都王颖进谗言。成都王颖不辨是非，派人逮捕陆机和陆云。当时很多人都对成都王颖劝谏，说陆氏兄弟是被诬陷，成都王没有听进去，糊里糊涂地就杀掉了一代名士。
洛阳城被围，时间长达半年，城里发生了饥荒。长沙王这方面越来越支撑不住，军队越打越没有信心。在这样的情形下，城内又发生了内讧。长沙王义的盟友东海王越发动兵变，将长沙王扣留，并请惠帝下诏，两军停战。这场历时半年多的围城战打了半年，战死、饿死的人不计其数。长沙王义被交给河间王颐的部将张方，在前线吃尽苦头的张方为了泄恨，竟把长沙王义放到炭火上活活烤死了。
获得胜利的成都王颖得意洋洋，被封为皇太弟。这个微妙的称号表明：成都王也有称帝的野心。于是，这场大混战过去不久，东海王越宣布讨伐成都王颖，把战事继续扩大。
东海王越本意是趁成都王元气还没恢复一举将他打败，来个“渔翁得利”。但是没有想到，成都王虽然在和长沙的大战中损失过半，但他的部将石超竟作战勇猛，抵抗住了东海王的进攻，两军陷入长期的厮杀。在混战中，皇帝被抢来抢去，竟也中箭受伤。文官嵇绍（嵇康的儿子）为了保护皇帝被乱军所杀，“血溅帝衣”。惠帝虽然低能，还有点良心，一直保存这件血衣作为纪念。
这场混战之后，东海王越成了最终的胜利者。成都王颖被打败诛杀；河间王颙本来是要投降东海王，但还是在半路上被杀。这次连皇帝也不能幸免，这个在乱世中做了十几年皇帝的司马衷被东海王越毒杀，他的弟弟司马炽即位，是为晋怀帝。
至此，中国历史上最混乱的内战终于结束。加上贾南风时的争斗，这场历时近二十年的混乱被称作“八王之乱”。这八王分别是：汝南王司马亮、楚王司马玮、赵王司马伦、齐王司马同、长沙王司马义、成都王司马颖、河间王司马颙、东海王司马越。