新野公司马歆接到司马的檄文，不知听从谁合适。他的宠信王绥说：“赵王亲近而又强大，齐王疏远而又微弱，您应该跟随赵王。”参军孙询高声对众人说：“赵王凶暴叛逆，天下应当共同讨伐他，还讲什么亲疏强弱？”于是，司马歆就跟随了司马。
前安西参军夏侯在始平，聚集几千人响应司马，派使者邀请河间王司马。司马采用长史李含的计谋，派遣振武将军河间人张方征伐擒获并腰斩夏侯及其党羽。司马的檄文传到，司马抓住司马的使者送给司马伦，派遣张方率兵帮助司马伦。张方到达华阴，司马又听说司马、司马颖二王兵势强大，又召张方回来，改为附随司马、司马颖二王。
司马的檄文到扬州，扬州人都打算响应他。刺史郗隆是郗虑的五世孙，因为哥哥的儿子郗鉴和几个儿子都在洛阳，而迟疑不定，就召集全体僚属谋划此事。主簿淮南人赵诱、前秀才虞潭都说：“赵王篡权叛逆，海内都憎恨他，现在四处都兴起举义兵马，赵王必败无疑。为您考虑，不如亲率精兵，直赴许昌，这是上策。派遣将领率兵响应，是中策。酌量派遣小支兵马，看形势而动，是下策。”郗隆退下，又与别驾顾彦密谋此事，顾彦说：“赵诱等人所说的下策，是上策。”治中留宝、主簿张褒、西曹留承听说后，请求进见，说：“不明白您现在打算怎么办？”郗隆说：“我受宣帝、武帝之恩，没有倾向偏助哪一方，只打算守住我所管辖的扬州而已。”留承说：“天下是文帝打下的天下，太上皇继承帝位已很长时间，赵王取代他，不公平，齐王顺应时势举事，成败能够想见。您不早些发兵响应他，而狐疑拖延，变故灾难就要发生，扬州怎么能保住呢？”郗隆没有回答。虞潭是虞翻的孙子。郗隆压住檄文六天没有下达，将士官兵激愤怨恨，参军王邃镇守石头城，将士们争相前去归附，郗隆派遣从事到牛渚制止他们，没有效果。将士们就都跟随王邃攻打郗隆，郗隆父子和顾彦都被杀死，首级传献给司马。
安南将军、监沔北诸军事孟观，夜观星象认为紫宫帝座没有其他变化，那么司马伦一定不会失败，于是就为司马伦顽强防守。
司马伦、孙秀听说司马等三亲王兴兵，非常恐惧，伪造司马给朝廷的奏表，说：“不知是什么强盗突然包围了我，我懦弱无能无法自保，乞求朝廷派禁军救援，使我能够回到朝廷领罪。”司马伦等把这份伪造的奏表在朝廷内外传扬展示，又派遣上军将军孙辅、折冲将军李严带领七千兵卒出延寿关，派征虏将军张泓、左军将军蔡璜、前军将军闾和带领九千兵卒出阪关，派镇军将军司马雅、扬威将军莫原带领八千兵卒出皋关，用以抵御司马。派遣孙秀的儿子孙会督率将军士猗、许超带领三万宿卫兵来抵御司马颖。宣召东平王司马为卫将军，监督各支兵马，又派遣京兆王司马馥、广平王司马虔带领八千兵卒作为三支兵马的预备后援。司马伦、孙秀日夜祈祷，用诅咒制胜的法术祈求鬼神降福保佑。让男巫选择确定作战的日期，又派人穿上羽衣到嵩山，乔装打扮自称仙人王乔，写信说司马伦的帝位定会长久，想以此迷惑众人。
闰月，丙戌朔（初一），出现日食。从正月到这个月，五个星在白昼出现，位置错乱失去规律。
张泓等人攻占阳翟，与齐王司马交战，多次打败司马。司马驻扎在颖阴。夏季，四月，张泓乘胜进司马，司马派兵迎战。司马伦的各支军马都没有变化，而孙辅、徐建所率军队夜间出现变乱，就直接逃回洛阳请罪说：“齐王兵势强大，势不可当，张泓等人已全军覆没了！”赵王司马伦大为恐慌，对孙辅等所说的秘而不宣，急忙召他儿子司马虔及许超回来。这时张泓打败司马的战报到了，赵王伦才又派司马虔与许超带兵回去。张泓等人率各支兵马渡颖水攻打司马的兵营，司马出兵打败了配合张泓主力行动的孙髦、司马谭等人的军队，张泓等人也就退却了。孙秀等人却造谣宣称已经击破司马的兵营，活捉了司马，还让文武百官都来祝贺。
成都王司马颖所部前锋到达黄桥，被孙会、士猗、许超的军队打败，死伤一万多人，士卒们都感到震惊恐惧。司马颖打算撤退到朝歌防守，卢志、王彦说：“现在我军失利，敌人刚刚得志，心里轻视我们。我们如果退缩，士气势必沮丧受挫，而不能再用。再说打仗怎么能没有胜负？还不如另选精兵，星夜赶路，出敌不意，这就是用兵要出人意外。”司马颖采纳了这个建议。司马伦奖赏黄桥之战的有功之人，士猗、许超与孙会都具有了掌握符节发号施令的权力。因此他们互相都不听从对方，军队政令不统一，又倚仗着初战告捷而轻视司马颖，没有设防备战。司马颖带领所属各支兵马袭击他们，与他们在水展开激烈战斗。孙会等人惨败，临阵丢下军队向南仓皇逃窜。司马颖乘胜长驱直入渡过黄河。
自从司马等人起兵，朝廷文武百官以及禁军将士都想诛杀司马伦和孙秀，孙秀非常胆怯，不敢离开中书省。等到听说河北的军队战败，忧郁烦懑不知所措。孙会，许超、士猗等人逃回来后，与孙秀商议，有的提出聚集剩余的兵力去交战。有的提出焚毁皇宫殿堂，诛杀不听从自己的人，挟制司马伦南逃，投奔孙、孟观。有的还提出乘船东行入海。但没有高议出结果。辛酉（初七），左卫将军王舆和尚书广陵公司马，带领七百多兵士从南掖门进入皇宫，三部司马在里面为内应，在中书省向孙秀、许超、士猗发起攻击，把他们全杀了。于是又杀了孙奇、孙弼及前将军谢等人。司马是司马的儿子。王舆在云龙门驻守，召集朝廷八个部门的高级官吏都进入宫殿，让司马伦下诏书说：“我被孙秀等人所害，因此激怒三亲王。现在已诛杀孙秀。要迎接太上皇恢复皇位，我则归田养老。”传诏官用驺虞幡命令将士解除武装。宦官把司马伦从华林园东门带出，和太子司马一起都送回到汶阳里府第，派遣几个武装兵士到金墉城迎接惠帝。百姓都呼喊万岁。惠帝从端门进宫，登上宫殿，大臣们都跪拜叩头请罪。诏令把司马伦、司马等人送到金墉城。广平王司马虔从河北回来，到达九曲，听说朝廷的变故，就离弃军队，带几十人回归自己的府第。
癸亥（初九），宣布赦色天下，改年号为永宁。诏赐臣民聚饮五天。分别派遣使者去慰劳司马等三个亲王。梁王司马肜表奏：“赵王司马伦父子凶暴叛逆，应当处死。”丁卯（十三日），派遣尚书袁敞持符节赐司马伦死，拘捕他的儿子司马、司马馥、司马虔、司马翊，全部处死。文武百官中凡为司马伦任用过的全部贬斥罢免，台、省、府、卫各部门留任的官员所剩无几。当天，成都王司马颖到达。己巳（十五日），河间王司马到达。司马颖派赵骧、石超到阳翟去帮助齐王司马讨伐张泓等人，张泓等人全部投降。自从战事爆发，六十多天。有近十万人在战争中丧命。接着在东市杀张衡、闾和、孙髦，蔡璜自杀。五月，诛杀义阳王司马威。襄阳太守宗岱遵照司马的檄文杀孙，永饶冶令空桐机杀死孟观，都将首级送到洛阳，并夷杀孙，孟观三族。