太和五年，诸葛亮进攻天水。这时上邽军屯上的小麦已经生长出来，有人主张“自芟上邽生麦以夺贼食”，魏明帝不从，“前后遣兵增宣王军，又敕使护麦”。司马懿与诸葛亮相持，多亏以上邽军屯的小麦作军粮，才取得胜利。直至正元二年（255年），安西将军邓艾又在上邽“为区种之法，手执耒耜，率先将士”（《晋书•段灼传》），进行屯垦。这都说明上邽军屯的重要。
司马懿在太和五年屯长安，都督雍、凉二州诸军事，开始主持对蜀的战争。为了增强实力，他很重视对关中屯田基地的建设。青龙元年（233年），司马懿组织兴修水利，“开成国渠，自陈仓至槐里筑临晋陂，引汧洛溉舄卤之地三千余顷”（《晋书•宣帝纪》），收到了“国以充实”（《晋书•食货志》）的效果。青龙三年，关东饥馑，司马懿调运五百万斛粟输京师洛阳，以资救济。可见他在关中储积有大量粮食。
曹魏和东吴邻近地带的屯田，主要是在淮河南北。曹操时曾“开募屯田于淮南”（《三国志•魏书•仓慈传》），但仅是民屯。正始二年（241年），司马懿主持对吴作战时，始与曾为屯田掌犊人、典农纲纪的尚书郎邓艾筹划在淮南淮北创建军屯。第二年，司马懿“奏穿广漕渠，引河入汴，溉东南诸陂，始大佃于淮北”（《晋书•宣帝纪》）。第三年，司马懿又在这一地区“大兴屯守，广开淮阳、百尺二渠，又修诸陂于颍之南北，万余顷。自是淮北仓庾相望，寿阳至于京师，农官屯兵连属焉”（《晋书•宣帝纪》）。
《晋书•食货志》记载司马懿、邓艾创建的淮南淮北屯田说：“今淮北二万人、淮南三万人分休，且佃且守。水丰，常收三倍于西，岁完五百万斛以为军资。六、七年间，可积三千万斛于淮土，此则十万之众五年食也。……逆北临淮水，自锺离而南、横石以西，尽泚水四百余里，五里置一营，营六十人，且佃且守。兼修广淮阳、百尺二渠，上引河流，下通淮颍，大治诸陂于颍南颍北。穿渠三百余里，溉田二万顷，淮南、淮北皆相连接。自寿春到京师，农官兵田，鸡犬之声，阡陌相属。”
司马懿和邓艾所进行的大规模的屯垦，对促进北方经济的恢复和发展，特别是对增加曹魏的财力，支持与东吴的战争，起了重要的作用。
永嘉元年（公元306年），怀帝即位，政事出于司马越，领兖、豫、司、冀、并等六州，诛杀异己，大失众望，自请出讨石勒，上下崩离，忧惧成疾而卒。