265年司马昭去世，其子司马炎夺取曹魏政权，定都洛阳，建立晋朝，史称西晋 。司马炎称帝后开始筹备伐吴，派王濬于益州大造船舰，以羊祜镇守襄阳与镇守江陵的吴将陆抗对峙 。在264年孙皓即位后 ，交州（约今广西省及越南北部）向曹魏投降。两年后吴军意图夺回但被晋将毛炅击败。269年孙皓以虞汜、陶璜及李勖等人分陆海两路会师合浦，至271年方夺回交州。279年，修允部属郭马于广州（约今广东省及广西省）叛变，孙皓先后派滕循、陶浚、陶璜等多方围剿方平定。同年晋军率大军南征，吴国岌岌可危。

东吴重臣陆凯及陆抗相继去世后，晋将羊祜提议伐吴，但遭贾充反对而作罢 。279年西北之乱始平，王濬、杜预上书司马炎，认为是时候伐吴，贾充、荀勖等认为西北未定而反对。最后司马炎决定于该年十一月大举进攻吴国，史称晋灭吴之战。

他以贾充为大都督 ，上游王濬唐彬军、中游杜预胡奋王戎军、下游王浑司马伷军多路并进。280年一月孙皓急任丞相张悌率沈莹、孙震渡江抵御王浑军，但皆战败而亡。而王濬军沿长江配合其他晋军攻下西陵、江陵、武昌及寻阳等地，杜预也夺下荆州南部。三月十五孙皓见晋军已包围建业，认为大势已去而投降。孙吴灭亡，西晋统一天下，至此三国时期结束。