年（249年）正月，曹爽陪同魏帝曹芳前往高平陵祭拜魏明帝曹叡，司马懿趁机发动政变，以“皇太后诏”的名义，关闭洛阳城门，控制中枢机构。
此时，司马师的角色至关重要：他亲自领兵驻守司马门，阻止曹爽党羽进入皇宫；同时，他迅速接管了洛阳城内的禁军，切断了曹爽与城内的联系。
整个过程中，司马师镇定自若，调度有序，丝毫没有初掌大权的慌乱，与弟弟司马昭的“夜不能寐”形成鲜明对比。
政变的结果，是曹爽集团的彻底覆灭。
曹爽选择投降后，司马懿、司马师父子并未手软，以“谋逆罪”将曹爽及其党羽何晏、丁谧、桓范等人全部诛杀，且“夷三族”。
这场血腥的清洗，不仅清除了司马氏掌权的最大障碍，更震慑了朝中反对势力，让曹魏政权的实际控制权落入司马氏手中。
而在这场政变中，司马师凭借“阴养死士”“掌控禁军”“稳定局势”三大功绩，正式成为司马氏集团的“二号人物”，其地位仅次于司马懿。
高平陵之变后，司马懿虽仍是司马氏的核心，但年事已高（时年70岁），许多具体的政务与军事事务，开始交由司马师处理。
司马师也借此机会，进一步巩固权力：他提拔忠于司马氏的官员，替换曹魏宗室在地方与军中的势力；同时，他注重收拢民心，减轻赋税，修复水利，通过一系列惠民政策，改变了司马氏“权臣专权”的负面形象，为司马氏代魏积累了民意基础。
嘉平三年（251年），司马懿病逝，司马师以长子身份，正式继承父亲的权力，担任抚军大将军、录尚书事，总揽朝政。
此时的曹魏政权，表面平静，实则暗流涌动：曹魏宗室对司马氏的专权早已不满，地方将领中也有不少人忠于曹魏，试图推翻司马氏的统治；而朝中老臣虽不敢公开反对，但对司马师的“年轻掌权”（时年43岁）仍存疑虑。
面对这样的局面，司马师展现出了远超同龄人的政治手腕与铁血魄力，通过“稳定中枢”与“平定叛乱”，牢牢掌控了政权。
司马师掌权后，首先做的便是“稳定人心”。
他延续了司马懿时期的“宽政”政策，对朝中官员“恩威并施”：对于忠于司马氏的老臣，如蒋济、王凌等人，他予以重用，保留其爵位与权力；对于持中立态度的官员，他不加逼迫，允许其“各司其职”；而对于暗中反对司马氏的曹魏宗室与官员，他则采取“隐忍观察”的策略，不轻易动手，避免激化矛盾。
同时，司马师注重“制度改革”，以提升行政效率。
他简化了曹魏后期繁琐的官僚制度，裁撤冗余官员，选拔有才能的寒门子弟入朝为官，打破了世家大族对官场的垄断。
这一举措，不仅得到了寒门子弟的支持，也削弱了曹魏宗室与旧贵族的势力，进一步巩固了司马氏的统治基础。
此外，司马师还十分重视“舆论引导”。
他提倡“尊儒重教”，修复因战乱受损的太学，鼓励学者着书立说，通过宣扬“忠君爱国”的思想（此处的“君”虽为魏帝，实则为司马氏掌控下的政权），营造稳定的社会氛围。
同时，他严禁官员“结党营私”，对贪腐官员严惩不贷，树立了“清正廉明”的执政形象。