魏嘉平元年（249）春正月，魏帝曹芳离开洛阳去高平陵祭奠魏明帝，大将军曹爽、中领军曹羲、武卫将军曹训均从行。城中兵力顿时空了一半。
桓范曾经站出来说：“总万机，典禁兵，不宜并出，若有闭城门，谁复内入者？”桓范极具忧患意识，但是曹爽的心中早已没有对手，也就不会这么分析问题，只负气而霸道地说出一句：“谁敢尔邪！”
司马懿由于此前装病装得很是成功，蒙蔽了曹氏集团众人的眼睛，自然也就没有人要求他出行扫墓。司马懿乘机上奏永宁太后，请废曹爽兄弟。
当时，司马师为中护军，率兵屯司马门，控制京都，司马师暗中还培养了死士三千，加上禁军士兵的战斗力也比较强，这些人马加在一起已经是一股很可观的武力了。司马懿自己则召集在京城之高官，向他们宣布曹爽有篡夺帝位的计划，称已奉皇太后之令罢去曹爽官职。这些大官平时也没受过曹爽什么好处，面对德高望重、颇具实力的司马懿，纷纷表示愿意效忠，于是司马懿令高柔假节钺行大将军事，对他说：“君为周勃矣。”
司马懿用极利落的手段控制了洛阳城，而后列阵欲往洛水浮桥屯兵防止曹爽大军回攻。正午时分，司马懿发出了经皇太后批准的奏文，令快马送至高平陵，历数曹爽的罪状。
就在司马懿在京都发动政变时，曹爽正陪着小皇帝在高平陵附近的围场恣情享受着打猎的美好时光，当送诏特使把司马懿的上奏送上来时，曹爽着实吃了一惊，失声叫道：“太傅变乱，如何是好？”慌了阵脚的曹爽扣住奏章，对皇帝封锁消息，把曹芳留在伊水之南，之后命人砍伐树木建成鹿角，征发屯兵数千人以自守。
前面提到的桓范此时再度显现了智慧的光辉，他劝曹爽挟持皇帝到许昌去，发文书征调天下兵马勤王，这是一个好建议，但曹爽优柔寡断，没有听从，反而夜遣侍中许允、尚书陈泰去见司马懿，探听动静。(www.xing528.com)
司马懿趁机以洛水为誓，说朝廷只是免去了曹爽的官职，只要曹爽来请罪就可以云云。曹爽听闻心中窃喜。桓范等人援引古今，劝谏他不要轻信司马懿的允诺，从晚上一直劝到第二天黎明。劝到最后，曹爽失去耐心，投刀于地，说：“司马公正当欲夺吾权耳。吾得以侯还第，不失为富家翁。”大祸临头的曹爽想的还是能回家当个享福的有钱人。桓范气愤难当，哭着说：“曹子丹佳人，生汝兄弟，犊耳！何图今日坐汝等族灭矣！”
曹爽交出印绶之后，“众军见无将印，尽皆四散。爽手下只有数骑官僚”。司马懿“使尉部围爽第四角，角作高楼，令人在上望视爽兄弟举动。爽计穷愁闷，持弹到后园中，楼上人便唱言：‘故大将军东南行！’”
后来，曹爽等在厅中商量，想探听司马懿究竟是何用意，就给司马懿写了一封信：“贱子爽哀惶恐怖，无状招祸，分受屠灭，前遣家人迎粮，于今未反，数日乏匮，当烦见饷，以继旦夕。”而司马懿看见信赶紧回复说：“初不知乏粮，甚怀踧踖。令致米一百斛，并肉脯、盐豉、大豆。”曹爽等看见司马懿不仅没有加害自己，反而派人送来粮食，“即便喜欢，自谓不死”。司马懿的儿子司马昭不明白父亲究竟想干什么，就向司马懿询问，司马懿答道：“故大将军岂容饿死？其所犯之罪，待其反情问明，送交廷尉，自有议处！”
在曹爽兄弟吃着司马懿送来的食物庆幸自己可以免除一死时，司马懿积极活动，制造曹爽党族的罪证。其后，司马懿以谋反的罪名，杀曹爽及其党羽何晏、丁谧、邓扬、毕轨、李胜、桓范等人，并灭三族。至此，曹魏的军政大权完全落入司马懿的手中，为司马氏取代曹魏奠定了基础。
魏嘉平三年（251）八月，司马懿走完了他七十三年的人生旅程。当年九月，他被葬于河阴首阳山。他的孙子晋武帝受魏禅建立晋朝后，上尊号其为宣皇帝，庙号高祖。
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