晋武帝以伦为血亲，下诏赦免。历任行东中郎将、宣威将军。咸宁三年（277年），改封赵王，迁平北将军、督邺城守事，后进安北将军。
惠帝时期.元康初年，改任征西将军、开府仪同三司，守镇关中。因他刑赏不公引致氐羌反叛，于是被召回京，拜车骑将军、太子太傅。深交皇后贾南风（晋惠帝皇后），为贾后所亲信。求录尚书、尚书令等职，但在大臣张华、裴頠反对下不可。贾后谋害愍怀太子司马遹，使他失去太子之位。时伦领右军将军。有人企图策动政变废贾后复立太子，但司马伦怕太子复立后对付曾是