晋哀帝名叫司马丕，字千龄，是晋成帝的长子。咸康八年，被封为琅邪王。永和元年被任命为散骑常侍，永和十二年加授中军将军，升平三年被任命为骠骑将军。
升平五年五月丁巳日，晋穆帝驾崩。皇太后下令说：“皇帝突然患病无法救治，又没有子嗣继承皇位。琅邪王司马丕，是东晋中兴后的正统后裔，品德高尚且是皇室近亲。从前在咸康年间，就应当被立为太子。只是因为当时年纪幼小，不能承受国家的危难，所以晋显宗（晋成帝）才将皇位让给他人。如今论道义、声望、人情和地位，没有人能与他相比，应当由琅邪王继承皇位。”于是百官准备好皇帝的车驾，到琅邪王的府邸迎接他。庚申日，司马丕即皇帝位，大赦天下。
壬戌日，晋哀帝下诏说：“我承蒙圣明的诏命，入朝继承皇位。想到先王的宗庙，祭祀无人主持，太妃的灵堂，空荡荡无所寄托，悲痛之情难以抑制，五脏六腑如同被割裂一般。对于国家和宗族的尊崇，在情义与礼制上都应该隆重，而子嗣传承的重要性，更是独一无二。东海王司马奕，是亲属中关系亲近的人，应当继承本宗的统绪，任命司马奕为琅邪王。”
秋天七月戊午日，将晋穆帝安葬在永平陵。慕容恪攻陷野王，守将吕护退守荥阳。八月己卯日夜晚，天空出现裂缝，有数丈宽，响声如同打雷。九月戊申日，册立王氏为皇后。晋穆帝的皇后何氏居住的宫殿称永安宫。吕护反叛投奔慕容暐。
冬天十月，安北将军范汪有罪，被废为庶人。十一月丙辰日，晋哀帝下诏说：“晋显宗成皇帝临终遗命，因为当时世事艰难，弘扬高尚的风范，树立广博厚重的德行，以兴盛社稷。然而国家变故不断，晋康帝和晋穆帝早早离世，皇位传承不顺利。我凭借微薄的德行，又继承了先帝的基业，常常思念先帝，悲痛之情难以承受。按照昭穆的礼仪，本来就应该以天然的亲属关系为根本。继承皇位，是古今不变的道理。我应当向上继承晋显宗的统绪，以修复本宗的传承。”
十二月，加封凉州刺史张玄靓为大都督陇右诸军事、护羌校尉、西平公。
隆和元年春天正月壬子日，晋哀帝大赦天下，更改年号。甲寅日，减少田税，每亩收取二升。这个月，慕容暐的部将吕护、傅末波攻陷小垒，进逼洛阳。
二月辛未日，任命辅国将军、吴国内史庾希为北中郎将、徐兖二州刺史，镇守下邳；前锋监军、龙骧将军袁真为西中郎将、监护豫司并冀四州诸军事、豫州刺史，镇守汝南，二人都授予符节。丙子日，尊奉晋哀帝的生母周氏为皇太妃。
三月甲寅初一，发生日食。夏天四月，发生旱灾。晋哀帝下诏释放罪行较轻的囚犯，赈济贫困的百姓。丁丑日，梁州发生地震，浩衅山崩塌。吕护再次进犯洛阳。乙酉日，辅国将军、河南太守戴施逃奔到宛城。
五月丁巳日，晋哀帝派北中郎将庾希、竟陵太守邓遐率领水军救援洛阳。秋天七月，吕护等人退守小平津。晋升琅邪王司马奕为侍中、骠骑大将军、开府仪同三司。邓遐进军驻扎在新城，庾希的部将何谦与慕容暐的部将刘则在檀丘交战，将其击败。
八月，西中郎将袁真进军到汝南，运送五万斛米到洛阳。冬天十月，赏赐贫困的百姓米，每人五斛。章武王司马珍去世。
十二月戊午初一，发生日食。晋哀帝下诏说：“如今军队正在行军途中，还不能轻易减轻赋税和劳役。天象失去常度，干旱成为祸患，难道是政事没有处理得当，还是有像傅说、姜子牙那样隐居的贤才呢！要广泛搜寻和举荐隐居未仕的人才，废除苛刻繁琐的政令，详细商议法令，都要遵循简约重要的原则。”庾希从下邳退到山阳镇守，袁真从汝南退到寿阳镇守。
兴宁元年春天二月己亥日，晋哀帝大赦天下，更改年号。三月壬寅日，皇太妃在琅邪王的府邸去世。癸卯日，晋哀帝前往奔丧，下诏让司徒、会稽王司马昱总管朝廷内外的各种事务。
夏天四月，慕容暐进犯荥阳，太守刘远逃奔鲁阳。甲戌日，扬州发生地震，湖泊和河流的水泛滥。五月，加封征西大将军桓温为侍中、大司马、都督中外诸军事、录尚书事、假黄钺。又任命西中郎将袁真都督司、冀、并三州诸军事，北中郎将庾希都督青州诸军事。癸卯日，慕容暐攻陷密城，荥阳太守刘远逃奔到江陵。
秋天七月，张天锡杀死凉州刺史、西平公张玄靓，自称大将军、护羌校尉、凉州牧、西平公。丁酉日，安葬章皇太妃。八月，有彗星出现在角宿和亢宿，进入天市垣。
九月壬戌日，大司马桓温率领部众北伐。癸亥日，因为皇子出生，晋哀帝大赦天下。冬天十月甲申日，立陈留王世子陈恢为王。十一月，姚襄原来的部将张骏杀死江州督护赵毗，焚烧武昌，劫掠官府仓库后反叛，江州刺史桓冲讨伐并斩杀了他。这一年，慕容暐的部将慕容尘在长平攻打陈留太守袁披。汝南太守朱斌趁虚袭击许昌，将其攻克。
兴宁二年春天二月庚寅日，江陵发生地震。慕容暐的部将慕容评袭击许昌，颍川太守李福战死。慕容评于是进犯汝南，太守朱斌逃到寿阳。又进而包围陈郡，太守朱辅据城坚守。桓温派江夏相刘岵将其击退。更改左军将军为游击将军，废除右军、前军、后军将军以及五校三将的官职。
癸卯日，晋哀帝亲自耕种藉田。三月庚戌初一，大规模核查人口，严格法令禁令，这一举措被称为庚戌制。辛未日，晋哀帝生病。晋哀帝向来喜好黄老之学，断绝五谷，服用长生药，由于服用过多，于是中毒，无法处理国家事务，崇德太后再次临朝处理政事，代行皇帝职权。
夏天四月甲申日，慕容暐派他的部将李洪进犯许昌，朝廷军队在悬瓠战败，朱斌逃到淮南，朱辅退保彭城。桓温派西中郎将袁真、江夏相刘岵等人开凿杨仪道来打通运输通道，桓温率领水军驻扎在合肥，慕容尘再次屯驻许昌。五月，将陈地的百姓迁徙到陆地以躲避战乱。
戊辰日，任命扬州刺史王述为尚书令、卫将军。任命桓温为扬州牧、录尚书事。壬申日，晋哀帝派使者告知桓温入朝担任宰相，桓温没有听从。秋天七月丁卯日，再次征召桓温入朝。八月，桓温到达赭圻，于是修筑城池并居住在那里。苻坚的别部将领进犯河南，慕容暐进犯洛阳。九月，冠军将军陈祐留下长史沈劲守卫洛阳，自己率领部众逃奔新城。
兴宁三年春天正月庚申日，皇后王氏驾崩。二月乙未日，任命右将军桓豁监荆州扬州之义城雍州之京兆诸军事、领南蛮校尉、荆州刺史；桓冲监江州荆州之江夏随郡豫州之汝南西阳新蔡颍川六郡诸军事、南中郎将、江州刺史，领南蛮校尉，二人都授予符节。
丙申日，晋哀帝在西堂驾崩，年仅二十五岁。被安葬在安平陵。