从此曹魏军政大权落入司马懿之手。同年四月,改年号为嘉平。司马懿死后,其子司马师把持朝政。嘉平六年(254年)二月,中书令李丰和张皇后的父亲光禄大夫张缉等人图谋废掉司马师,改立夏侯玄为大将军。事情败露,被司马师灭族。后司马师逼曹芳废黜张皇后,改立王皇后。曹芳因参与了李丰等人的图谋而不安,司马师则担心后患,秘密图谋废黜曹芳。嘉平六年(254年)九月,司马师联合公卿中朝大臣上奏郭太后,言及曹芳年长不亲政、沉迷女色、废弃讲学、弃辱儒士、与优人、保林等淫乱作乐并弹打进谏的清商令令狐景、清商丞庞熙乃至用烧铁重伤令狐景身体、太后丧母时不尽礼等罪,请依霍光故事废曹芳的帝位,得到许可。曹芳搬出洛阳,在河内郡重门营建齐王宫,所有礼仪制度都如同诸侯王的封国。朝廷通过商议,决定改立高贵乡公曹髦为帝。泰始元年(265年),司马昭之子司马炎篡魏建立晋朝之后,封曹芳为邵陵县公。泰始十年(274年),曹芳去世,终年四十三岁,谥号厉公。