当天，魏明帝去世。时为景初三年（239年）正月。齐王曹芳继位，年仅八岁，司马懿乃与大将军曹爽一起接受遗诏辅佐少主。齐王即位，司马懿任侍中、持节、都督中外诸军、录尚书事，和曹爽各统精兵三千人，共执朝政。曹爽欲排挤司马懿，想让尚书奏事先通过自己，以便专权，向天子进言，改任司马懿为大司马。
朝臣们认为以前大司马，有好多都死在任上，不吉，于是任命司马懿为太傅，效仿西汉丞相萧何那样，入殿不趋，赞拜不名，剑履上殿。以世子司马师为散骑常侍，子弟三人为列侯，四人为骑都尉。司马懿韬光养晦，大力拒绝不让子弟为官。
正始元年（240年）正月，东倭（今日本）来朝纳贡，焉耆、危须诸国，弱水以南，鲜卑名王，都遣使来献。魏帝曹芳称许司马懿，又增加司马懿的封邑。起初，魏明帝曹叡喜爱大修宫室，建制非常奢靡豪华，百姓多为其苦。司马懿出征辽东回军的时候，为修宫室而被征役夫仍旧有万余人，其中布满各种珍奇异宝。到魏帝曹芳在位期间，经过司马懿的上奏，全部罢除了大修宫室的力役。魏国节用务农，国力大增，各国都来朝见。
退敌征吴
正始二年（241年）四月，吴帝孙权分兵四路攻魏：全琮率军数万出淮南，诸葛恪攻六安，朱然攻樊城，大将军诸葛瑾攻柤中。
五月，吴将全琮入侵芍陂，朱然、孙伦围攻樊城，诸葛瑾、步骘侵掠柤中，司马懿自请出兵往讨。朝臣认为，敌兵远来攻坚，当待其自破。司马懿以为不然。六月，司马懿统军增援。他知南方暑热低湿，大军不宜持久在此，先派轻骑挑战，朱然不敢动。于是，便休养土卒。检选精锐，招募勇士，发布号令，摆出攻城的架势。吴军惊惧，连夜撤退。在三州口（荆、豫、扬三州）为魏军追及，吴军被歼万余人，船舰物资损失甚多。而进攻六安、柤中的吴军亦无功而还。七月，增司马懿食郾、临颍，前后共四县，食邑万户，子弟十一人皆为列侯。司马懿功勋德望日渐盛大，然而却更加谦恭。
正始三年（242年）春，魏帝追谥司马懿之父京兆尹司马防为舞阳成侯。三月，司马懿上奏修广漕渠，引河入汴，疏通东南各个大湖，于淮北大规模屯田。吴国派诸葛恪屯驻宛城，边人深以为苦。
司马懿要率兵攻之，朝臣以为诸葛恪占据坚城，广有粮谷，孤军远攻，救兵必至。司马懿却确认为吴军所擅长的是水战，而不是陆战。湖水冬浅，船不能行，救兵必弃船就陆相救，于陆战破敌就很容易了。
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