派李含带人前往洛阳刺杀司马乂，被司马乂识破，李含等人被杀，司马乂为求安定，并未追究。反而司马颙心中害怕，密约司马颖造反，司马颖也不甘心为他人做嫁衣，便相约起兵。
公元303年夏，司马颙图穷匕见，遂令部将张方领兵7万与司马颖率领的20多万大军共同讨伐司马乂。司马乂无奈，只得领兵迎击。双方在洛阳城外，连续作战几个月，司马乂胆识过人，数次击败司马颙、司马颖联军，斩杀数万人。但是，朝廷经过赵王司马伦，齐王司马冏的乱政，早已是府库空空，无粮可用，司马乂终因战事太久，粮食缺乏，退守洛阳。不过，司马乂手下将士知道二王造反，不得人心，都愿效死沙场，城中百姓也纷纷拿出家中粮食资助守军。二王叛军数次攻城皆无功而返，张方认为战线过长，粮草转运困难，难以取胜，日久生变。随即更加痛恨司马乂，只能无奈写信，建议司马颙，撤军回长安，从长计议。就在张方焦急等待司马颙命令的时候，战事出现了转折。
公元304年初，在朝廷内任职的东海王司马越看到内无粮草，外无救兵，心想：司马颙进城是早晚的事，我属宗室远支，地位远不及其他诸王，何不助叛军入城，兴许会加官进爵，手握大权也未可知啊。
司马越随即勾结一些禁军将领，趁守城兵士疲惫，连夜密捕司马乂，打开城门，放叛军进城，并将司马乂献予张方，张方又嫉又恨，遂将司马乂用火烤死。
叛军入城后，司马颙命张方驻守洛阳，自己仍驻关中，遥控朝廷，加封司马颖为皇太弟，赐予其大量封地人口，司马颖实力大增，留下崇信宦官孟玖，作为耳目亦回封地。司马越也加封高官，留驻朝中，辅助司马衷处理日常政务。
此时，豫州刺史刘乔劝谏道：“王爷只等安排实为不妥，您与成都王皆不在朝中，司马越乃宗室远支，心怀不轨，反留朝中，他日有变，王爷鞭长莫及，恐怕功亏一篑！”然而司马颙大笑，自认手握大权，不以为然。
若知朝中之事是否如刘乔所言，且看下章。