佯病
元康九年（299年）入朝，為驃騎將軍、侍中，領(lǐng)中護(hù)軍。趙王司馬倫廢皇后賈南風(fēng)、其謀士孫秀專權(quán)，司馬允心知司馬倫有篡逆之心，所以稱病不上朝，密養(yǎng)死士，想誅殺司馬倫。司馬倫懼怕司馬允，所以改封其為太尉，表面看來是優(yōu)待他，其實(shí)要奪他的兵權(quán)。司馬允稱病不接受。于是司馬倫派遣御史逼迫司馬允：“不當(dāng)太尉，就是反逆”；司馬允看了詔書后，發(fā)現(xiàn)竟然是孫秀的筆跡，于是大怒，便將御史收監(jiān)，欲斬了他，御史逃跑而獲免，司馬允便斬了跟著來的令史二人。
對戰(zhàn)
接著司馬允嚴(yán)厲著神情跟左右說：“趙王欲毀我家！”遂率封國親兵及帳下七百人沖出，并對眾人大叫道：“趙王反，我要攻打他，愿輔佐我者來�！币蚨赝練w附者眾多。司馬允欲率眾沖入皇宮，但尚書左丞關(guān)閉了東掖門，進(jìn)不去，于是包圍了趙王的相府。司馬允的親兵，都是淮南奇才劍客，故與之對戰(zhàn)司馬倫的士兵屢敗，死了1000多人。太子左衛(wèi)率（太子衛(wèi)隊(duì)的長官之一） 陳徽率領(lǐng)東宮的士兵，在相府內(nèi)響應(yīng)司馬允，助威吶喊。司馬允在承華門前，弓弩齊發(fā)，射司馬倫，飛箭如雨下。主書司馬畦以身體為司馬倫擋箭，背部中箭而死。司馬倫的官員們屬都躲在樹后面，每顆樹都中數(shù)百箭。陳徽的哥哥陳淮是中書令，請求晉惠帝派人拿來白虎幡解斗（晉代以幡作為集合軍隊(duì)的憑信）。其實(shí)陳淮欺騙了晉惠帝，騶虞幡才是解斗的，白虎幡是主殺，為帝王詔令傳信督戰(zhàn)之用。陳淮心想如果司馬允拿到皇帝親自授予開戰(zhàn)的白虎幡，司馬倫的士兵就會(huì)不戰(zhàn)而敗。
被害
于是晉惠帝派遣司馬督護(hù)伏胤手持白虎幡﹐率領(lǐng)四百名騎兵出宮，直奔相府。原來伏胤和趙王的兒子司馬虔是很要好，司馬虔要求伏胤幫父親，事成之后與其共享富貴。
伏胤收起白虎幡，拿著空白的詔書，詐言說有詔書給司馬允，司馬允不察覺有異，下戰(zhàn)車接受詔書，立刻就被伏胤所殺。時(shí)年二十九歲。司馬允的兒子秦王司馬郁、漢王司馬迪皆被殺害，淮南王親友部屬被牽連誅殺者達(dá)數(shù)千人之多。
