Theo sách "Tam quốc diễn nghĩa", khi Tào Duệ sắp chết, ông đã nghi ngờ Tư Mã Ý và sắp xếp kế hoạch gạt Tư Mã Ý ra khỏi triều đình của người kế vị là Tào Phương. Ông muốn giao phó Tào Phương cho người chú là Tào Vũ với chức Nhiếp chính, cùng với Hạ Hầu Hiến, Tào Sảng, Tào Triệu và Tần Lãng. Tuy nhiên, hai vị quan được ông tin tưởng là Lưu Phóng và Tôn Tư không thân thiết với Hạ Hầu Hiến nên tìm cách thuyết phục ông đưa Tào Sảng cùng Tư Mã Ý (khi ấy đang chỉ huy quân tại Cấp Huyện, thuộc Tân Hương, Hà Nam ngày nay và là người Lưu Phóng cùng Tôn Tư thân thiết) làm Nhiếp chính. Vì thế Tào Vũ, Tào Triệu và Tần Lãng bị gạt khỏi kế hoạch.
Ban đầu, Tào Sảng và Tư Mã Ý cùng chia sẻ quyền lực, nhưng Tào Sảng nhanh chóng dùng một số thủ đoạn chính trị để đề cao Tư Mã Ý với các chức danh như Đại Thái phó trong khi gạt bỏ quyền lực thực sự khỏi tay ông ta. Tào Sảng sau đó đưa ra mọi quyết định quan trọng và không cần hỏi ý kiến Tư Mã Ý. Nhanh chóng, vây cánh của Tào Sảng gồm Đặng Dương, Lý Thắng, Hà Yến và Đinh Mật, những người được biết đến về tài năng nhưng thiếu khôn ngoan, được giao những vị trí quyền lực và họ trục xuất mọi vị quan không cùng phe cánh ra khỏi triều đình. Tư Mã Ý vẫn được nắm quyền chỉ huy quân đội (cả việc chống lại cuộc tấn công của Đông Ngô năm 241) nhưng không có quyền lực trong triều. Năm 247, Tư Mã Ý chán nản với hoàn cảnh hữu danh vô thực của mình, nên đã cáo ốm xin về vườn. Tào Sảng phái Lý Thắng tới dò la có phải Tư Mã Ý ốm thật hay không. Tư Mã Ý đóng giả và lừa được Lý Thắng.
Năm 249, Tư Mã Ý ra tay. Khi Tào Phương và Tào Sảng ở bên ngoài thủ đô để tới thăm mộ Tào Duệ thì Tư Mã Ý, với sự trợ giúp của một số vị quan chống Tào Sảng, tuyên bố có được mệnh lệnh từ Quách Thái hậu (vợ Minh đế Tào Duệ), đóng tất cả các cổng thành Lạc Dương và gửi một thông báo tới Tào Phương, buộc tội Tào Sảng kìm chế và lũng đoạn triều đình rồi yêu cầu Tào Sảng cùng anh em của ông ta phải bị cách chức. Tào Sảng hoảng sợ không biết phải làm thế nào, thậm chí khi đã được cố vấn là Hoàn Phạm gợi ý mang Tào Phương chạy đến kinh đô khác ở Hứa Xương để phát hịch gọi quân các trấn về chống lại Tư Mã Ý, nhưng Tào Sảng chọn cách đầu hàng với lời hứa của Tư Mã Ý rằng sẽ cho ông ta giữ lại mọi chức danh. Tuy nhiên, Tư Mã Ý nhanh chóng nuốt lời và hành quyết Tào Sảng cùng tất cả phe cánh, họ hàng của họ vì tội phản bội.
Sau khi chiếm quyền, Tư Mã Ý cẩn thận gạt bỏ tất cả mối đe dọa tiềm tàng với quyền lực của mình. Ông nhanh chóng thực hiện dự định chiếm đoạt bằng cách buộc Tào Phương trao cho ông Cửu tích - một dấu hiệu thoán đoạt. Thế là vị vua 18 tuổi Tào Phương không còn chút quyền lực nào. Tuy nhiên, Tư Mã Ý đã thu phục được lòng dân khi tiêu diệt tình trạng tham nhũng và sự quan liêu thời Tào Sảng, thăng chức cho một số vị quan thanh liêm. Ông được phong chức Tể tướng, nhưng đã từ chối.
Năm 249, vị tướng nhiều quyền lực Vương Lăng, người nắm trách nhiệm chỉ huy vùng chiến lược Thọ Xuân (tỉnh An Huy ngày nay) âm mưu nổi dậy chống lại quyền lực của Tư Mã Ý, cùng với sự giúp đỡ của Sở vương Tào Bưu (con trai của Tào Tháo và là người được dự định sẽ lên thay Tào Phương). Năm 251, Vương Lăng đã sẵn sàng thực hiện kế hoạch thì bị hai vị quan dưới quyền là Hoàng Hoa và Dương Hoằng phản bội tiết lộ cho Tư Mã Ý. Tư Mã Ý nhanh chóng tiến quân về phía đông trước khi Vương kịp chuẩn bị và hứa sẽ tha cho ông ta. Vương Lăng biết mình không thể chống lại và đầu hàng, nhưng một lần nữa Tư Mã Ý nuốt lời buộc Vương Lăng và Tào Bưu phải tự sát. Tất cả gia đình Vương Lăng cũng như gia đình những người thuộc phe phái của ông đều bị giết.
Sau khi gia đình mình đã kiểm soát được nước Ngụy, Tư Mã Ý qua đời năm 251, con trai ông là Tư Mã Sư lên thay.
Có một truyền thuyết kể về Tư Mã Ý rằng ông ta có thể quay đầu 180 độ trên cổ để nhìn về đằng sau, mà không cần phải quay người. Đặc điểm này được xem là giống như con chim cú. Truyền thuyết cũng nói rằng, khi Tào Tháo nghe được việc này và muốn tự mình xem xét. Một lần, Tào Tháo tới đằng sau Tư Mã Ý rồi gọi tên ông và quả thực đầu ông quay được xung quanh. Từ khi Tào Tháo biết việc này, Tào Tháo rất cẩn trọng với Tư Mã Ý và nói rằng: Người này ẩn giấu tham vọng to lớn.
Mặc dù bị nghi ngại như thế nhưng nhờ biết ẩn nhẫn chờ thời cơ nên Tư Mã Ý vượt được hết cả. Cũng nhờ biết nhẫn nhịn nên Tư Mã Ý đã khiến cho Tào Phi từ chỗ đề phòng đến chỗ trọng dụng Ý. Tóm lại, sự thành công của Tư Mã Ý có hai yếu tố: Thời thế và nhẫn nại. Nhờ ở nhẫn nại mà Tư Mã Ý đã tàng trữ được nguyên khí, trí lực, không bị kiệt quệ như Gia Cát Lượng. So với Gia Cát Lượng thì Tư Mã Ý kém xa đủ mọi mặt, nhưng ông ta lại hơn Gia Cát Lượng ở hai chữ ẩn nhẫn để chờ thời. Và đây là yếu tố giúp Tư Mã Ý thành công. Thế mới hay rằng đức tính kiên trì, nhẫn nại chẳng bao giờ là thừa với bất cứ ai.