汉延康元年（220）正月，曹操病死，其子曹丕即位为魏王，同年十月，汉献帝让位，曹丕称帝，是为魏文帝。至此，历12帝，195年的东汉王朝名实俱亡。十月十三日早已徒存名号的汉献帝刘协被迫将象征皇位的玺绶诏册册奉交曹丕，宣布退位。曹丕照例三让之后于同月二十九日升坛受禅，登上皇帝的宝座，改国号为魏，建元黄初。十一月一日，曹丕封刘协为山阳公，允许他行使汉朝正朔和使用天子礼乐。同时追尊曹操为武皇帝，庙号太祖。县授匈奴南单于呼厨泉魏国玺绶，并赐青盖车、乘舆等。十二月，定都洛阳。曹丕在改朝换代之际，对职官制度进行了若干重要改革。改相国为司徒，御史大夫为司空，由此恢复了被曹操于汉建安十三年（208）废除的三公官制（太尉、司徒、司空）。此后司徒、司空位号虽尊贵，但一般不干预朝政。曹丕又设秘书监和中书省，中书省置监令，主管通达百官奏事，起草诏令，以此分掉尚书台的权力，改变东汉后期尚书权职过重的现象。在经济方面，曹丕继续推行屯田制，重视水利建设。总之，曹丕称帝代汉后，魏国实力进一步增强。
