相国，但他并未接受。至此，司马昭消灭了一切与之对抗的外藩势力，为司马氏代魏奠定了坚实的基础。
260年四月，曹髦不甘于做司马昭的傀儡，见王沈、王经、王业等人，谋划诛杀司马昭。然而，有近臣先行向司马昭通风报信，司马昭马上派兵入宫镇压。双方在宫内东止车门相遇，中护军贾充在南阙下率军迎战曹髦。贾充命令成济杀曹髦，成济手持利刃，一剑从曹髦胸部刺穿，曹髦立即死在车上。后来，司马昭为了平息众怒，以罪诛杀成济一族。随后，司马昭立曹奂为曹魏元帝。至此，国内外基本上都对司马氏表示效忠。
263年8月，魏国实际领袖司马昭决定向蜀汉发动战争，企图统一三国。他派遣钟会、邓艾、诸葛绪三路大军攻蜀。蜀将姜维、廖化率军以剑阁(今四川剑阁)险道为屏障，顽强阻击魏军主力。
魏军具体进军路线如下：西路邓艾主攻沓中屯田的姜维，中路诸葛绪负责切断姜维后路，东路钟会军则主攻汉中诸城。姜维在沓中与邓艾交战后，巧妙地击败了诸葛绪，而后直奔东路抵挡魏军主力。而钟会大军在占领汉中大部分据点后，前进到剑门关外时，被回援的蜀军阻拦，双方僵持不下。
在此关键时刻，邓艾采用以迂为直的谋略。在魏蜀两军主力对峙于剑阁之时，他自率精锐部队绕道阴平(今甘肃文县西北)，穿越了700余里荒无人烟的地区。在这艰难的行军过程中，邓艾的军队凿山开路，历经千辛万苦，奇袭江油(今四川江油北)。接着，邓艾又在蜀汉腹地绵竹大破诸葛瞻、攻占涪城(今四川绵阳)，进而进逼成都。后主刘禅见邓艾兵临城下，自知无力抵抗，最终向魏军投降。
263年11月，蜀汉正式灭亡，三国时代统一的序幕由此拉开。
264年，司马昭拜为相国，被封为晋王，加九锡，这一系列的封赏进一步彰显了他的权势。
265年，司马昭因病去世，他的儿子司马炎承继魏国实权。泰始元年（265年），司马昭之子司马炎篡魏建立晋朝之后，封曹芳为邵陵县公。
西晋泰始元年（265年），司马炎为了安抚宗室成员，分封了司马孚、司马攸、司马辅、司马泰等27人为王，以郡为国，作为对他们的补偿。
泰始十年（274年），曹芳与世长辞，终年四十三岁，谥号厉公。曹芳的一生，见证了曹魏政权的兴衰荣辱，他的命运与那个风云变幻的时代紧密相连，成为了历史长河中一段令人感慨的篇章。