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做主，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），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），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），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，杀人二万余人。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），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）。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）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曦迎战，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。由于荀曦实力雄厚，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了汉政权。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。司马越因荀曦镇压汲、石有功，升其为抚军将军，都督青兖二州。于是，司马越拜荀曦征东大将军、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。荀曦立下大功，反失去兖州地盘，对司马越十分不满。到青州后，荀曦不再服从中央，而擅自置立参佐和守令。
永嘉二、三年（308~309），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，唯欷歔叹息而已。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）。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。洛阳危如累卵。司马越遣使征发各地援军，怀帝悲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，唯酒是耽”，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，竟以出讨石勒为借口，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，诬害荀曦，荀曦兵力强盛，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，荀曦更是怒不可遏，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，便诏令荀曦为大将军讨伐司马越，在汉军大兵压境的情况下，荀曦、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，荀曦曾建议迁都仓垣，又派兵迎接怀帝，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，荀曦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，荀曦骄奢苛暴，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）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，驱掠关中男女八万人退还平阳。时值阎鼎裹胁秦王司马业入关，贾疋迎之入居长安，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）五月，怀帝死讯传到长安，司马业即位为帝，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，唯桑版署号而已”。
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），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），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），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。
建安二十一年（216），匈奴呼厨泉单于入朝，曾操将其留于邺城，遣右贤王去卑归离石监国，将匈奴分为五部，各立匈奴贵族为帅，选汉人为司马监督之，其左部统万余落居于兹氏（今山西汾阳），右部统六千余落居于祁（今山西祁县），南部统三千余落居于蒲子（今山西隰县），北部统四千余落居于新兴（今山四忻县），中部统六千余落居于大陵（今山西文水县）。
西晋武帝即位初，塞外匈奴大水、塞泥、黑难等二万余落归化。晋太康五年（284），匈奴太阿厚率其部落29300人归附，太康七年（286），又有匈奴胡都大博及萎莎胡等各率种类大小凡十万余口降附。次年，又有匈奴都督大豆得一育鞠率种落大小11500口、牛22000头、羊105000口归附。
魏晋以来内附的匈奴有屠各、鲜支、寇头、赤勒等十九种。匈奴在魏晋时期的分布地区，北起塞外，以及朔方（郡治在今内蒙古杭锦旗北）、五原（郡名，在今内蒙古自治区五原县）、云中（郡名，治所在今内蒙古托克托东北）、定襄（郡名在今山西右玉县南）、雁门（在今山西代县西）诸边地，南至平阳（郡名，治所在今山西临汾市）、西河（郡名，在今山西离石县）、上党（郡名，在今山西长子县）、乐平（郡名，在今山西昔阳县西南）等广大地区。
乌桓是居住在今大兴安岭以东地区的一支少数民族，属东胡一支。西汉时南下至西喇木伦河及其以北地带。汉元狩四年（前119），西汉骠骑将军霍去病击败匈奴后，乌桓被西汉政府徙于上谷（今河北怀来县南）、渔阳（今北京市密云县西南）、右北平（今辽宁凌源县西南）、辽东（今辽宁辽阳市北）、辽西（今辽宁义县西）五郡塞外，为汉侦察匈奴动静。建武二十五年（49），乌桓内徙到缘边诸郡塞内。到东汉灵帝初（168~189），乌桓大致分为四部，上谷所部九千余落，由难楼统治；辽西所部五千余落，由丘力居统治；辽东所部一千余落，归苏仆延统治；右北平八百余落，由乌延统治，皆自称王。
初平元年（190），乌桓蹋顿总摄辽西、辽东、右北平三郡乌桓，成为部落结合体的军事领袖。建安十二年（207），曹操自征蹋顿于柳城（今辽宁朝阳县南），临阵斩杀蹋顿。此后，三郡乌桓主要分布于幽、并境内，不断融化于汉族。留在塞外的乌桓则逐渐同化于鲜卑，北魏以后也渐渐同汉族融合。
鲜卑祖居大兴安岭北部的鲜卑山。“鲜卑自为冒顿所破，远窜辽东塞外，不与余国争衡，未有名通于汉，而犹自与乌丸相接”。到汉武帝时内徒乌桓，鲜卑遂西移，填充了乌桓原住地西喇木伦河流域，但这时鲜卑同西汉政府仍无政治上的联系。到了东汉时，鲜卑开始同汉政府发生关系。建武二十五年（49），乌桓内迁到缘边诸郡，鲜卑势力也逐渐南迁近塞，与东汉政府“始通驿使”。到建武三十年（54），鲜卑大人仇贲率种人诣朝贡，东汉封仇贲为王，以后鲜卑迅速向蒙古西部、中部地区发展。这时，鲜卑族属内涵上出了很大的混杂，其中拓跋鲜卑部由洁汾率领经过“九难八阻”，由呼伦池周围迁至匈奴冒顿发迹的阴山一带，同时被汉军打败的北匈奴继续留在阴山一带与鲜卑杂处，自号鲜卑。