正月，他又攻陷凉州的治所武威城。消息传来，司马炎坐卧不宁，对臣下叹气说：你们有谁能为我讨平西方啊？宫内宿卫官司马督马隆毛遂自荐，当即被拜为武威太守、讨虏护军。马隆要求自己募兵，自己挑选武器，司马炎满足了他的要求。当年十一月，马隆带领三千五百名募兵渡过温水，与秃发树机能的几万人大军展开激战。由于马隆士兵剽悍，武器精良，他本人又足智多谋，结果连战连胜，不但收复武威，还迫降一部分附属于秃发的河西鲜卑。十二月，秃发树机能被马隆击溃后，不幸为下属所杀。轰轰烈烈的河西鲜卑人的反晋斗争遂告失败。

完成一统大业太康元年（280）年初，南下灭吴的晋军所向披靡。杜预攻克江陵，横扫沅、湘、交、广诸州，王浑渡过横江，胡奋拿下江安。王濬率领的水师连破吴人的横江铁索和水面铁椎，捣毁沿江险关隘口，先与胡奋、王戎等军陷落夏口、武昌，继而长驱东进，直指建邺。与此同时，王浑的大军也到达了江北。

孙皓派出的军队皆被晋军击败，丞相张悌等人战死。这年三月，王濬以水军八万、方舟百里，鼓噪攻入石头城。吴主孙皓无计可施，面缚舆榇，向晋军投降。至此，东吴亡国，三国鼎立后的吴、晋两国对峙的局面结束，全国重归一统。

孙皓投降的消息传到洛阳，举朝庆贺。司马炎拿起酒杯，追念羊祜当年为经营平吴战争耗尽心血，不由得潸然泪下，说道：“这都是羊祜的功绩啊！”南下将士在前方浴血奋战，远离前线的主帅贾充却上表称东吴不易平定，要求司马炎班师回朝，还咬牙切齿地要求将张华腰斩。荀勖也随声附合。就在这时，平吴的捷报进京，贾充丑态毕露。司马炎丝毫没有责怪贾充的意思，反而极力宽抚。

平吴后，司马炎为稳定新征服地区的人心，把孙皓封为归命侯，赏赐大量的衣物、车乘、钱谷，还安排了一些随降的吴国朝臣和大族为官。对于北渡的吴国将吏和百姓，他分别给予免除赋役十年或二十年的优待。

在对平吴功臣进行封赏的时候，司马炎遇到了难题：王濬和王浑为争功而互相指责，闹得不可开交。按说，王濬平吴有首功应该重赏。但是王浑在朝中的势力大，党羽多，儿子又是司马炎的女婿。他们极力争吵，在封赏中占据了上峰，王浑被封为公，王濬却被封为侯。一些朝臣为王濬功高赏薄鸣不平，司马炎为平息众怒，又回过头来给王濬升官加赏，搞得十分狼狈。而那个灭吴的阻力贾充却平白得到增封食邑八千户的赏赐。

太康元年，司马炎将
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