景元元年（260年）六月初四，刚刚即位的曹奂封大将军司马昭为丞相，司马氏宗族子弟尚未有爵者皆封亭侯，赐司马氏钱千万，帛万匹。后一条在司马昭极力推辞下，最终没有施行。
魏景元四年（263年），曹魏灭蜀汉，蜀主刘禅投降。曹奂封（其实是司马昭自封）司马昭为晋公、统摄朝政。景元五年（264年）三月，曹奂再次下诏，拜司马昭为相国、晋王，加九锡。至此司马昭已经走完了篡位前的一切程序。而曹奂名义上是皇帝，其实完全是司马氏的傀儡，毫无权力，对于朝政也没有任何势影响力，只能被动地等待着朝代更替那一天的到来。
魏咸熙二年（265年）八月，司马昭在即将篡位前病死，十二月，其长子、继任晋王、相国司马炎受曹奂禅让，自立称帝，国号晋，司马炎即晋武帝。曹魏四十五年的历史结束。
禅位后，曹奂被司马炎改封为陈留王，食邑一万户，在邺城建立宫室和陈留国社稷，准许使用天子旌旗，行魏国正朔，郊祀礼乐制度都依照魏国制度，上书时可以不称臣，受诏时可以不下拜，曹奂也是中华历朝历代亡国皇帝中，待遇相对最好的。
