司马伦在曹魏时封安乐亭侯。西晋建立后,封琅琊郡王,后改封赵王。元康十年(300年),太子司马遹被贾后一党杀害,司马伦趁机鼓动讨伐贾后党羽。同年贾后被杀,司马伦诛杀淮南王司马允,司马允死后,司马伦自封大都督、相国等头衔。晋惠帝上台以后,与大臣孙秀合谋逼惠帝退位后,自立为帝,改元建始。司马伦登基后,齐王司马冏、河间王司马颙、成都王司马颖讨伐司马伦。司马伦屡战屡败。同年四月,宣布退位迎晋惠帝复位,并前往金墉城居住,之后,梁王司马肜上表请求诛杀司马伦,于是朝廷派遣使者到金墉城将司马伦赐死[2]。
在2017年的电视剧《大军师司马懿之虎啸龙吟》中,司马伦由演员刘家祎饰演[3]。