270年，秦州刺史胡烈暴政引发河西鲜卑秃发部首领秃发树机能起兵反抗，史称“秦凉之变”，这是“五胡十六国”乱世的缘起。秃发树机能率领鲜卑部众在万斛堆（今宁夏中卫、甘肃靖远交界地区，黄河北岸腾格里沙漠南缘）斩杀秦州刺史胡烈，名声大噪。
271年，秃发树机能联合北地胡攻打金城，在青山击杀凉州刺史牵弘，后在金山（今甘肃省山丹县南）袭杀继任的凉州刺史苏愉。匈奴右贤王刘猛叛逃出塞，随即引兵攻打并州，被并州刺史刘钦挫败。
272年，晋朝监军何桢讨伐刘猛，数次击败他。何桢私下里利诱刘猛的属下左部帅李恪袭杀杀刘猛归降晋朝。
275年，秃发鲜卑的势力由凉州金城郡（治榆中县，今甘肃省榆中县西北黄河南岸）西北更向西发展。高昌以东的一些鲜卑部落也起而反抗晋朝统治。
276年，汝阴王司马骏派军讨伐秃发鲜卑叛乱，斩杀三千多人，拜征西大将军。
277年，平虏护军文鸯都督凉、秦、雍各州的军队击破树机能，秃发树机能只好出降，派自己的儿子入侍为质。安定、北地、金城诸部的吉轲罗、侯金多以及匈奴的热冏等二十多万人又来降，经此一役河西鲜卑实力大损。
278年，趁着司马俊、文鸯都调离西北，秃发树机能卷土重来，鲜卑猛将若罗拔能在武威大破晋军斩杀凉州刺史杨欣。
279年，马隆自请平定西北叛乱，被晋武帝司马炎任命为讨虏护军、武威太守，他率领招募的三千五百勇士西征，斩杀秃发树机能，平定秦凉之变的西北叛乱。
294年，匈奴人郝散起兵反叛西晋，攻打上党不利，随后郝散率领部众投降西晋，被冯翊都尉所杀。
296年，郝散的弟弟郝度元联合冯翊、北地地区的马兰羌人、卢水胡人一起反叛西晋，杀死北地太守张损，打败冯翊太守欧阳建与雍州刺史解系。秦州和雍州地区的氐人、羌人纷起起兵响应，拥立氐人齐万年为帝，包围泾阳。西晋朝廷下诏任命周处为建威将军，与振威将军卢播都隶属于安西将军夏侯骏，前去讨伐齐万年。
297年，梁王司马肜、安西将军夏侯骏派建威将军周处率领五千士兵攻打率军齐王的齐万年，周处被逼出战兵少战死。
298年，中书监张华、陈准推荐左积弩将军孟观统领宿卫兵，与关中士卒讨伐齐万年。
299年，孟观在中亭（今陕西武功西）打败齐万年军，抓获并杀死齐万年，平定了关中叛乱。
300年，朝廷诏征益州刺史赵廞为大长秋，赵廞因为是刚被诛灭的皇后贾南风亲戚，担心进京后遇害而起兵谋反，重用流民领袖李特、李庠兄弟试图割据西川。
301年，赵廞听信谗言杀死劝自己称帝的李庠等人，引起李特率军攻破成都诛杀赵廞。晋惠帝派梁州刺史罗尚率军进入成都，罗尚收受贿赂没有趁机处死李特等人。李特随即割据广汉发动叛乱，自称使持节、大都督、镇北大将军，出兵包围成都。
302年，河间王司马颙派督护衙博、广汉太守张征征讨李特，南夷校尉李毅亦派兵五千援助罗尚。李特击败各路晋军，自称益州牧、都督梁益二州诸军事、大将军、大都督，改年号为建初，赦免其辖境内的罪人。
303年，晋惠帝派荆州刺史宗岱、建平太守孙阜带领三万水军援救罗尚，李特的军队惨败，罗尚斩杀李特和李辅、李远，李荡、李雄收容残余部众退保赤祖，李荡阵亡。平西参军徐舆向罗尚请求联系青城山隐士范长生一同讨伐李流，罗尚不许。徐舆在恼怒之下投降李流，并劝说范长生资助李流粮食，李流的军队因而重新振作，李雄率军攻入成都。
304年，李雄自称成都王，赦免境内罪犯，建年号建兴，废除晋朝法律，约法七章。
306年，李雄称帝，改元晏平，国号“大成”。加授范长生为天地太师，封为西山侯，允许他的部下不参与军事征伐，租税全部归入他的家里。
310年，李雄派李国、李云等率领徒众二万攻入汉中，梁州刺史张殷逃奔到长安。李国等人攻陷南郑，将汉中人全部迁到蜀地。南夷校尉李毅固守而不投降，李雄诱使建宁（今云南省）夷人去征讨李毅。李毅病死，城被攻陷。
311年，李雄派叔父李骧攻陷涪城（今四川省绵阳市），擒获梓潼太守谯登。
314年，成汉夺取得汉嘉郡（今四川省雅安市）、涪陵郡（今重庆市彭水县），整个益州基本被控制。
324年，李雄不顾群臣反对立兄李荡之子李班为太子，李骧退下后流着泪说蜀中必然大乱。
334年，李雄头上生毒疮不久病逝，太子李班继位为皇帝，以堂叔建宁王李寿为录尚书事，来辅佐朝政。李雄的儿子李越奔丧期间袭杀李班，群臣立李雄的儿子李期继位。李期以李越为相国，封建宁王；加大将军李寿为大都督，封汉王，两人共同辅政。
338年，李寿以“清君侧”为名起兵讨伐李期攻入成都，还假托太后任氏的名义下令将李期废为邛都县公，李期自杀而死。李寿称帝，改年号为汉兴，改国号“成”为“汉”，史称成汉。
343年，李寿去世，太子李势继位为皇帝。
345年，李势的弟弟大将军、汉王李广，因为李势没有儿子，请求让自己当皇太弟，马当、解思明出面为李广求情，引起李势猜忌，都被杀死或逼死。
346年，太保李奕在晋寿起兵反叛失败被杀。
347年，东晋大司马桓温率领水军讨伐李势攻灭成汉，李氏家族被迁往建康，封李势为归义侯。
304年，匈奴部左贤王刘渊被成都王司马颖任命为北部单于、参丞相军事。刘渊回到左国城（今山西离石）后，刘宣等人便为刘渊上大单于的称号，很快就聚众五万，定都离石。不久刘渊在南郊筑坛设祭，自称汉王，赦免境内囚犯，建年号为元熙，追尊刘禅为孝怀皇帝，建造汉高祖以下三祖五宗的神位进行祭祀。东嬴公、并州刺史司马腾派兵讨伐，被刘渊大军击败。
305年，司马腾派兵讨伐刘渊，再次被刘渊击败。刘渊趁机进据河东，攻占蒲阪（今山西省永县）、平阳（今山西省临汾市）。接着刘渊进入蒲子城，并将它作为都城。在赵魏起兵的汲桑，上郡四部鲜卑陆逐延、氐族酋长单征、东莱人王弥以及石勒等人都相继投降刘渊。
308年，刘渊正式称帝，大赦境内囚犯，接着迁都平阳。刘渊命其子刘聪和王弥进攻洛阳，刘曜和赵固等人作为后继，严重威胁西晋首都。
310年，刘渊病逝，太子刘和继位为皇帝。刘和被挑唆试图解除四弟刘聪的兵权，刘聪自西明门攻入西室，杀刘和自立为帝。刘聪继位后，加紧进攻洛阳。
311年，刘聪趁着西晋大军讨伐司马越而攻破守备空虚的洛阳，俘虏晋怀帝司马炽，大杀官员和宗室三万余人。刘聪还刘曜率兵攻入长安，但很快被晋扶风太守梁综、新平太守竺恢、安定太守贾疋和雍州刺史麹特等围困。
312年，刘曜退出长安，撤回平阳。刘聪派刘粲和刘曜攻晋阳，被西晋守军挫败。
313年，刘聪杀死晋怀帝司马炽，在长安的皇太子司马邺便即位为帝，是为晋愍帝。刘聪派兵攻打长安，大肆烧杀。
314年，刘聪再次派兵进攻长安，留守晋阳的刘琨派兵救援，刘聪决定先进攻晋阳。
315年，刘曜在襄垣击败刘琨所派军队，并打算进攻阳曲。刘聪又认为要先攻取长安，于是命刘曜撤军回蒲阪。
316年，刘曜攻取北地，后即进逼长安。司马保所派将领胡嵩虽然在灵台击败刘曜，但却因不愿见击退刘曜后麹允和索綝势力做大，竟然勒兵退还槐里。刘曜趁机攻入长安，俘虏晋愍帝送往平阳，西晋正式灭亡。
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