司马炽，字丰度，河内温县人。，晋武帝司马炎第二十五子，晋惠帝司马衷异母弟，母为王媛姬。
天姿清劭，少著英猷。初为散骑常侍，封为豫章王。晋惠帝在位，拜镇北大将军，册为皇太弟。公元306年，即位为帝，太傅东海王司马越辅政。在位期间，五胡乱华开始萌动，皇室权力斗争日渐严重。
公元311年，密诏苟晞讨伐司马越，导致东海王司马越病逝，太尉王衍为石勒败于宁平城。汉昭武帝刘聪趁势攻破洛阳，制造永嘉之乱，俘虏晋怀帝，以为仪同三司，封会稽郡。
公元290年，司马炽被封为豫章王。同年四月，晋武帝去世，太子司马衷即位，是为晋惠帝。晋惠帝在位期间爆发的八王之乱中，司马炽并未加入乱事，并且行事低调，不太热衷于交结宾客，不涉足世事，爱好钻研史籍，在当时受到人们的称誉。
司马炽本人并无雄才大略，最初担任散骑常侍。公元301年，赵王司马伦废黜晋惠帝时，司马炽的散骑常侍之职也被罢免。同年四月，晋惠帝复位后，改元永宁，司马炽任射声校尉，累迁车骑大将军、都督青州诸军事。
公元304年，出任镇北大将军、都督邺城守诸军事。同年十二月二十四日，立司马炽为皇太弟。
但是，册立司马炽为皇太弟，是成都王司马颖和河间王司马颙对立之下的结果，其实司马炽本人并没有权力的野心。
公元307年1月8日，晋惠帝驾崩，晋惠帝的皇后羊献容认为自己与皇太弟司马炽是嫂叔关系，不能当太后。于是，催促清河王司马覃入京即位。司马覃已经到了尚书阁，侍中华混等急召司马炽。十一月二十一日，司马炽即皇帝位，是为晋怀帝，实入宫行大赦，尊皇后羊献容为惠皇后，住在弘训宫，追尊生母太妃王媛姬为皇太后，立妃梁氏为皇后。
司马炽即位次年，改元永嘉，司马越为太傅辅政，政局为司马越把持。在此期间，匈奴等少数民族也开始建立独立的政权，其中刘渊已经自称汉帝，晋朝内部的权力斗争也日渐严重。
公元311年正月，司马炽密诏苟晞讨伐司马越。三月，发布诏书讨伐，司马越于同月病死，众共推王衍为元帅。四月，王衍遣军队在护送司马越灵柩回到东海封国时，与镇东大将军石勒的二万军队于苦县、宁平城作战，石勒纵骑围而射之，将士十余万人相践如山，全被歼灭，石勒焚烧司马越的灵枢。王衍被擒时，劝石勒建国称帝，以求苟活，但仍被石勒活埋，西晋最后一支主要兵力被消灭，已无可战之兵。
公元311年六月，刘渊之子刘聪的军队攻入洛阳，晋怀帝在逃往长安途中被俘，太子司马诠被杀，史称“永嘉之变”。司马炽被送往平阳，刘聪任命司马炽为仪同三司，封会稽郡公。刘聪一次在宴会对司马炽说：“你为豫章王时，我曾经与王济到你那里，王济把我介绍给你，你说久闻我名。把你写的乐府歌给我看，说：‘听说你很会写辞赋，试着帮我看看。’当时我和王济写的都是《盛德颂》，你很赞赏。又领着我在皇堂射箭，我得十二筹，你和王济都得九筹，你送给我柘弓、银研，你记得吗？”
司马炽说：“我怎敢忘记，但恨当时没有早早地认识你的帝王之相。”