。建安二十二年，立为魏王太子。建安二十五年（220年）正月，操死，丕继位为魏王。十月，丕代汉为帝，即魏文帝，国号魏，建都洛阳，丕先已改建安二十五年为延康元年，代汉后，又改是年为魏黄初元年。丕在位六年而死，寿四十岁。
曹丕原为操次子，他之最终被定为嗣子，还是几经周折的。他曾说：“家兄孝廉，自其分也；若使仓舒在，我亦无天下。”事实上，最危及丕太子宝座的，还是比他小五岁的同母弟植。史称丕：“年八岁，能属文，有逸才，遂博贯古今经传诸子百家之书。善骑射，好击剑。”陈寿也说丕“天资文藻，下笔成章，博闻强识，才艺兼该”。但曹植的文才口辩，更为突出，因之特受操宠爱。史言：“植既以才见异，而丁仪、丁廙、杨修为之羽翼，太祖狐疑，几为太子者数矣”。根据“立子以长不以贤”的传统习制，丕居有天然的优势，操手下大臣拥戴丕的占多数，丕也想尽各种办法，争取为继承人。而植却未用全力追逐。史称：“植任性而行，不自雕励，饮酒不节，文帝御之以术，矫情自饰，宫人左右，并为之说，故遂定为嗣”。
曹丕在位六、七年中的政治措施，值得注意的约有以下数端：
（1）颁布有利或关心庶民的诏令。
如《文帝纪》载：
（黄初）三年（222年）秋七月，冀州大蝗，民饥，使尚书杜畿持节开仓彛б哉裰�
（黄初）五年……十一月庚寅，以冀州饥，遣使者开仓彛д裰�
（黄初）六年春……二月，遣使者循行许昌以东，尽沛郡，问民所疾苦，贫者振贷之。
《文帝纪》注引《魏书》载癸酉诏曰：
近之不绥，何远之怀？今事多而民少，上下相弊以文法，百姓无所措其手足……广议轻刑，以惠百姓。
《文帝纪》又云：
（黄初）七年……夏五月，丙辰，帝疾笃……遣后宫淑媛、昭仪以下归其家。
（2）禁止妇人、宦官、外戚干预政事。《文帝纪》载延康元年二月令：
其宦人为官者，不得过诸署令；为金策著令，藏之石室。
黄初三年九月甲午诏曰：
妇人与政，乱之本也。自今以后，群臣不得奏事太后。后族之家，不得当辅政之任，又不得横受茅土之爵；以此诏传后世，若有背违，天下共诛之。
（3）下诏禁止厚葬、淫祀。《文帝纪》载黄初三年：
冬十月甲子，表首阳山东为寿陵，作终制曰“……吾营此丘墟不食之地，欲使易代之后，不知其处。无施苇炭，无藏金银铜铁，一以瓦器……饭含无以珠玉，无施珠襦玉匣……自古及今，未有不亡之国，亦无不掘之墓……祸由乎厚葬封树……若违今诏，妄有所改造，吾为戮尸地下”……。
同书又载黄初五年十二月诏曰：
叔世衰乱，崇信巫史，至乃宫殿之内，户牖之间，无不沃酹，甚矣其惑也。自今，其敢设非祀之祭，巫祝之言，皆以执左道论，著于令典”。
（4）尊孔崇儒。黄初二年诏曰：
昔仲尼资大圣之才，怀帝王之器……因鲁史而制春秋，就太师而正雅颂，俾千载之后，莫不宗其文以述作，仰其圣以成谋。咨！可谓命世之大圣，亿载之师表者也……其以议郎孔羡为宗圣侯，邑百户，奉孔子祀。
於是令鲁郡修起旧庙，又于其外广为室屋，以居学者。黄初五年夏四月，立太学，制五经课试之法，置《春秋谷梁》博士。
（5）下诏选用贤智之士。《文帝纪》载：
（黄初）二年……初令郡国口满十万者，岁察孝廉一人，其有秀异，无拘户口。
（黄初）三年春正月……诏曰：“今之计、孝，古之贡士也；十室之邑，必有忠信，若限年然后取士，是吕尚、周晋不显于前世也。其令郡国所选，勿拘老幼，儒通经术，吏达文法，到皆试用。有司纠故不以实者。
（黄初）四年夏五月，有鹈鹕鸟集灵芝池。诏曰：“此诗人所谓污泽也。……今岂有贤智之士处于下位乎？否则，斯鸟何为而至？其举天下德茂才、独行君子”。
（6）制九品官人之法。《三国志》卷22《陈群传》言：曹丕为魏王后，通过尚书陈群的建议，制定了“九品官人”法。其内容即在州郡置中正，择本地之贤而有识鉴者为之。区别人物，定为九品（上上、上中、上下、中上、中中、中下、下上、下中、下上）。然后由吏部选用。但九品中正之制，并非丕一人突然决定施行，早在曹操当权时，何夔即向操建议：
自军兴以来，制度草创，用人未详其本，是以各引其类，时忘道德，……以为自今所用，必先核之乡闾，使长幼顺叙，无相踰越……又可修保举故不以实之令，使有司别受其负。在朝之臣，时受教与曹并选者，各任其责，上以观朝臣之节，下以塞竞争之源。
操对以上建议，已经表示“称善”，只是未及推行。操死，丕即位不过两三个月，即颁布了九品官人之法。
曹丕推行九品中正制之目的与结果：第一，为了让世族官僚拥护他代汉为帝，故推行了有利于世族的仕进制度；第二，设中正官以品评人物，如选用后发现名实不符，尚可治以保举不实之罪，以避免选官好坏无人负责；第三，由吏部选用人才，即意味着减少公卿二千石辟用属员名额，有助于加强皇权；第四，从史料上看，九品官人之法推行后，旧有察举征辟等制度，并未因之废除。
曹丕统治魏国前后共六年余，在军事上无何建树，他的最大失策，是未能乘刘备伐吴之际，挥师直捣吴国的江东心脏地区。他仅满足于孙权称臣纳贡的表面胜利，致使孙权安然渡过受蜀、魏夹攻的危机。后来曹丕两次兴兵伐吴，均徒劳往返。丕远不及其父节俭，曾筑陵云台、东巡台及九华台，已开明帝兴建宫室的奢侈风气。郝经在其所撰《续汉书》中谓丕“轻薄佻靡，未除贵骄公子之习，不矜细行，隳败礼律，刻薄骨肉，自戕本根”。丕纳袁熙之妻甄氏，索钟繇之璧，杀谏阻伐吴之霍性等，可以算是他轻佻骄贵的事例。但同其他封建帝王比较起来，诸如以上事例也还算不上什么大的缺陷。人们经常讥议丕对曾与他争为太子的曹植很刻薄，根据史书材料看，丕对曹植还不是很刻薄的。比如当曹操考虑是否立植时，邯郸淳曾在操面前“屡称植才”，由是“丕颇不悦”。但丕为帝后，虽杀了拥戴植最卖力的丁仪、丁廙并其男口，可是曹丕始终没有对邯郸淳进行报复，还以他为博士、给事中。说明丕对其政敌也并非皆刻毒。丕虽压抑曹植，但毕竟没有置之于死地。从丕的政治设施来看，也有些不错的。拿丕与其他封建帝王相比，尚属中等偏上者。
曹睿，字元仲，丕长子。母甄氏，本袁绍中子熙妻。建安四年（199年），袁绍攻灭公孙瓒后，熙出为幽州刺史，甄氏留邺。建安九年（204年）八月，操攻克邺，甄氏为丕所纳。睿生而操爱之，“每朝宴会同，睿与侍中近臣并列帷幄。好学多识，特留意于法理。”延康元年（220年，即黄初元年），睿年十五，封武德侯。黄初二年六月，丕赐甄氏死。叡因母诛，未得立为太子。直至黄初七年（226年）五月，丕病重，始立叡为太子。丕死，叡即帝位，是为魏明帝。至叡景初三年（239年）正月，叡死，共统治魏国十二年半，寿三十四岁（生于建安十一年）。
曹叡原来不曾交接朝臣，也不过问政事，平日只研读书笈。即位后，群臣想望风采。过了几天，叡单独召见侍中刘晔，整整谈了一天。刘晔出来后，众人问他对皇帝的观感，刘晔回答说：“秦始皇、汉武帝之俦，才具微不及耳”《三国志》卷3《明帝纪》注引《魏书》言明帝：
料简功能，真伪不得相贸，务绝浮华谮毁之端，行师动众，论决大事，谋臣将相咸服帝之大略。性特强识，虽左右小臣，官簿性行，名迹所履，及其父兄子弟，一经耳目，终不遗忘。
综观叡之行事，优缺点各占一半，其优点是：（1）善为军计。《三国志》卷3《明帝纪》载：
黄初七年八月，孙权攻江夏郡，太守文聘坚守。朝议欲发兵攻之，帝曰：“权习水战，所以敢下船陆攻者，几掩不备也。今已与聘相持，夫攻守势倍，终不敢久也”。
果然，当先时派遣慰劳边方将士的荀禹于江夏郡发所从兵乘山举火时，孙权便赶紧退走了。《明帝纪》又载：
初，帝议遣宣王（即司马懿）讨渊，发卒四万人。议臣皆以为四万兵多，役费难供。帝曰：“四千里征伐，虽云用奇，亦当任力。不当稍计役费”。遂以四万人行。及宣王至辽东，霖雨不得时攻，｜Qī｜shu｜ωang｜群臣或以为渊未可卒破，宜召宣王还。帝曰：“司马懿临危制变，禽渊可计日待也”。卒皆如所策。
（2）明察断狱。《三国志》卷22《陈矫传》引《世语》：
刘晔以先进见幸，因谮矫专权。矫惧，以问长子本，本不知所出，次子骞曰：“主上明圣，大人大臣，今若不合，不过不作公耳。”后数日，……帝曰：“刘晔构君，朕有以迹君；朕心故已了。”以金五鉼授之，矫辞。帝曰：“岂以为小惠？君已知朕心，顾君妻子未知故也。”
《资治通鉴》卷71太和三年（229）载：
冬十月，改平望观曰“听讼观”。帝常言：“狱者，天下之性命也”。每断大狱，常诣观临听之……尚书卫觊……请置律博士。帝从之。又诏司空陈群、散骑常侍刘劭等删约汉法，制《新律》十八篇，《州郡令》四十五篇，《尚书官令》、《军中令》合百八十余篇，于《正律》为增，于旁章科令为省矣。
《三国志》卷3《明帝纪》载青龙四年（236年）诏：
郡国毙狱，一岁之中，尚�