辽东太守公孙渊虽然很早向曹魏投降，但其实一直实质上独霸一方，根本不把魏明帝曹叡放在眼里。曹叡十分生气，他派幽州刺史毌丘俭统帅军队进驻辽东南界，用玺书征召公孙渊入朝。
公孙渊立即起兵反叛，在辽隧迎战毌丘俭。毌丘俭出师不利，被迫退回右北平。公孙渊乘机自立为燕王，还派使者授予鲜卑单于印玺，引诱鲜卑人攻打曹魏的北部边境。
魏明帝景初二年(公元238年)正月，曹叡把太尉司马懿从长安召回，让他率领四万大军讨伐辽东。他问司马懿：“太尉认为公孙渊会用什么计策迎战?”
司马懿说：“对公孙渊来说，弃城而逃是上策，拒守辽东是中策，死守襄平是下策。”
毌丘问：“你看他会采用哪一种?”
司马懿说：“公孙渊认为我军孤军远征，不能持久。所以，他一定先在辽河抵抗，然后退守襄平。”
就这样，司马懿率领大军北上。公孙渊听到消息，吓得魂不附体，他马上派使者再次向东吴称臣求救。吴大帝孙权对公孙渊出尔反尔的行径恨得咬牙切齿。他怒气冲冲地想下令杀死来使，以抱当初吴国颁诏使者被公孙渊杀死之仇。
太子孙登的宾客羊衜连忙拦住他，说：“陛下，不能只顾发泄一时的怒气，而破坏称霸的大业。不如好好款待使者，然后派奇兵暗中前往，在辽东边界上观望。如果魏军不能取胜，我们就出兵救难，使陛下的威名在四海传扬。要是魏军得势，我们就趁势在边境劫掠一番，也算是报了仇。”孙权点点头，接受了他的建议。六月，司马懿大军抵达辽东。公孙渊派大将军卑衍、杨祚统率步兵和骑兵几万人驻守辽隧，环城挖掘了一条20多里长的壕沟。
魏军的将领们都想快点攻城，司马懿却说：“贼人打算拖垮我们，现在攻打正好中计。贼人的主力都在这儿，老巢必定空虚。我们直接进攻襄平。”
于是，他指挥军队装作要从南面进攻。卑衍等人连忙把全部精兵往南调动。司马懿却率领军队暗中渡过辽河，向北挺进，直扑襄平。
卑衍得知魏军北上的消息，慌了手脚，连夜撤军。魏军各路人马开到首山，公孙渊派卑衍迎战，被司马懿杀得大败。魏军终于包围了襄平。七月，正值初秋，大雨如注，辽河暴涨，魏军的运粮船队可以从辽口直抵城下。然而，大雨接连下了一个多月还不停，平地水深九尺。
魏军将士十分害怕，想把营垒移到高地去。司马懿传令军中：“有敢说迁营者，斩!”城里的敌人见魏军被水围住，便和从前一样，放人们出城砍柴放牧。魏军将领要求抓出城的人，司马懿不准。这样，出城砍柴、放牧的人越来越多。
司马陈珪不知司马懿葫芦里装的什么药，就对司马懿说：“先前攻打上庸，八支军队同时出发，日夜兼程，只用了16天就攻下新城，斩了孟达。这次我们远道而来，反而这么悠闲自在，我不明白是什么道理。”
司马懿微微一笑，说：“那一次克日斩孟达，是因为孟达兵马少，但粮草可以支撑一年。我们的兵马比孟达多四倍，但粮草连一月也支持不了，不速战能行吗?如今是敌众我寡，敌饥我饱，何况天下大雨，强攻难以奏效。我们不怕攻不下城，就怕贼人逃走。我们的包围还没有最后完成，要是抢掠他们的牛马，袭击樵夫，不就逼着他们逃走吗?我们故意示弱，就是为了让他们安心地留下。他们越守，形势对他们越不利。”
大雨终于停下来。晴空万里，蓝天如洗，阳光变得格外明媚。司马懿立即下令合拢包围圈，又在城下高堆土山，深挖地道，并用盾牌、楼车、钩梯、冲车、日夜攻城，魏军士兵向城中射去的箭和投掷的檑石密集如雨。公孙渊陷入困境。粮草已经耗尽，士兵们耐不住饥饿，竞自相残杀，以人肉为食。
公孙渊的部将杨祚只得带领一部分士兵出来投降。八月，走投无路的公孙渊派相国王建、御史大夫柳甫出城，请求司马懿解围退兵，并说：“只要将军退了兵，燕王必定率大臣面缚归降。”司马懿二话没说，就把他们俩杀死。他发布檄文痛斥公孙渊，让他立即放下武器。
公孙渊只好派侍中卫演去商定投降日期，许诺把他的儿子送去做人质。司马懿冷笑一声，对卫演说：“作战有五条原则，能战就战，不能战就守，不能守就跑，跑不了就投降，不投降就死。公孙渊不肯面缚请降，那就是决心去死，还送什么人质!”
几天后，襄平被司马懿攻破。公孙渊和儿子公孙脩带着几百名骑兵突出重围，向东南方向逃去。魏军在后面紧追不舍。追到梁水岸边，把他们父子全部斩杀。司马懿率领大军又乘胜进军，把辽东、带方、乐浪、玄菟四郡全部平定。