司馬攸年幼時(shí)就十分聰明，成年后性格溫和，親近賢才亦樂(lè)于施予他人;而且愛(ài)讀經(jīng)籍，能寫(xiě)文章，尤其擅長(zhǎng)寫(xiě)作書(shū)信，因而成了當(dāng)時(shí)的模范，才能和威望都超越哥哥司馬炎，祖父司馬懿很器重他。

　　因伯父司馬師無(wú)子，司馬攸就過(guò)繼給司馬師入作繼嗣。嘉平二年(251年)，太尉王凌圖謀叛變被告發(fā)，司馬懿領(lǐng)兵討伐，司馬攸也隨同出征，戰(zhàn)后獲封長(zhǎng)樂(lè)亭侯。正元二年(255年)，司馬師病逝，當(dāng)時(shí)司馬攸年僅十歲，在葬禮上非常悲傷，感動(dòng)左右的人，受到稱(chēng)贊。之后襲封舞陽(yáng)侯。司馬師逝世后，司馬攸在另外的宅第侍奉羊徽瑜，以孝順聞名。

　　后來(lái)司馬攸又歷任散騎常侍、步兵校尉，治軍有威嚴(yán)與恩惠。

　　咸熙元年(264年)，建立五等爵制度，司馬攸被改封為安昌縣侯，遷任為衛(wèi)將軍。

　　咸熙二年(265年)，司馬昭逝世，司馬攸在居喪期間過(guò)度悲傷，超過(guò)了禮節(jié)的規(guī)定。數(shù)天水米未進(jìn)，左右進(jìn)食都不接受。王元姬親自前往勸慰，又常常強(qiáng)逼司馬攸吃喝。再加上他的司馬嵇喜進(jìn)諫，無(wú)奈之下只得重新進(jìn)食。

　　同年，司馬炎建立西晉，司馬攸受封為齊王。他在當(dāng)時(shí)總統(tǒng)軍事，安撫國(guó)內(nèi)外，很得人心。當(dāng)時(shí)司馬炎下令分封的諸王可以自選封國(guó)官員，司馬攸雖三度上書(shū)反對(duì)都不獲接納，但司馬攸日后封國(guó)內(nèi)官員遺缺時(shí)都仍堅(jiān)持要由朝廷任命，不自作安排。另外當(dāng)時(shí)宗室的一切衣食開(kāi)銷(xiāo)都是有皇室負(fù)責(zé)，但司馬攸則表稱(chēng)靠封國(guó)的租賦已足以生活，多次表示不需要皇室的財(cái)政支援，但又不獲接納;而司馬攸雖然一直留在洛陽(yáng)，并沒(méi)到封國(guó)，但封國(guó)的士卒官員都會(huì)以所收租賦來(lái)給予他們酬金，每有疾病和死葬司馬攸也會(huì)賜錢(qián)撫恤;而當(dāng)有天災(zāi)令農(nóng)產(chǎn)失收時(shí)，司馬攸都會(huì)對(duì)封國(guó)內(nèi)百姓加以振濟(jì)和賒貸，也會(huì)減輕租賦，讓他們?cè)谪S收之年補(bǔ)交所欠的，這都令封國(guó)人民對(duì)他十分信賴(lài)。

　　后遷任驃騎將軍、開(kāi)府儀同三司，雖任高位但仍然很謙虛和以誠(chéng)信待人事。因司馬攸得人心，當(dāng)時(shí)驃騎將軍按例應(yīng)罷營(yíng)兵，但手下數(shù)千人都不肯離去，司馬炎最終都準(zhǔn)許他們繼續(xù)在司馬攸麾下。每次朝會(huì)時(shí)，司馬攸都悉心陳說(shuō)，認(rèn)真進(jìn)諫。又轉(zhuǎn)任為鎮(zhèn)軍大將軍，加任侍中，代理太子少傅，數(shù)年后改任太子太傅。咸寧元年(275年)，司馬攸與何曾、賈充、陳騫、荀勖、羊祜及已故的鄭沖、荀顗、石苞、裴秀、王沈、司馬孚等都刻名列于朝廟受祭祀。 咸寧二年(276年)，司馬攸接替賈充擔(dān)任司空，仍然兼領(lǐng)侍中、太子太傅之職。 在劉淵年輕時(shí)，司馬攸便對(duì)他的行為舉止感到警覺(jué)，因而對(duì)司馬炎說(shuō)：“陛下如果不除掉劉淵，臣恐怕并州不能夠長(zhǎng)久安寧了。”王渾說(shuō)：“大晉正要以信義來(lái)安撫異族，為什么要為了無(wú)形的懷疑，就要?dú)⒘巳思胰胧袒实鄣膬鹤幽?為什么恩惠的氣度就不能寬寵大量呢?”司馬炎贊同王渾的意見(jiàn)。

　　司馬昭在病重時(shí)曾憂(yōu)慮司馬攸之后的命運(yùn)，于是在臨終前以西漢淮南厲王劉長(zhǎng)和曹魏陳思王曹植與他們身為皇帝兄長(zhǎng)的事勸司馬炎和司馬攸二人要和平共處;文明皇后王元姬曾經(jīng)患病，病好后，司馬炎與司馬攸都舉酒祝壽，司馬攸想到王元姬之前的病情非常危急，因而感嘆流淚，司馬炎都感到慚愧。司馬攸在司馬炎生病時(shí)曾在旁侍候，常常都是哀戚憔悴的樣子，眾臣都因而稱(chēng)贊他。等到王元姬臨終時(shí)，也流淚著對(duì)司馬炎說(shuō)：“桃符的性情急躁，而你這作哥哥的又不慈愛(ài)。我的病如果好不了，我很擔(dān)心你容不下他，我因此囑咐你，你不要忘記我的話(huà)。”

　　但當(dāng)司馬炎滅吳后身體健康惡化，而太子及各皇子都軟弱，朝中人人都希望由司馬攸繼位。但當(dāng)時(shí)司馬攸極為厭惡司馬炎寵臣荀勖和馮紞等人阿諛?lè)畛械男袨椋艘嗫峙乱坏┧抉R攸真的繼位，自己都會(huì)被貶謫，于是借故以正太子名位為由要將齊王調(diào)回封國(guó)。

　　太康三年(282年)，司馬炎下詔任命司馬攸為大司馬、假節(jié)、都督青州諸軍事，并回到齊國(guó)。司馬攸知道后很不高興，又知道要他回封國(guó)是荀勖等人的主意。因而憤恨發(fā)病，司馬攸于是要求留守生母文明皇后王元姬的陵墓，但不被允許。

　　司馬炎又派御醫(yī)為司馬攸看癥，御醫(yī)們都稱(chēng)司馬攸沒(méi)病，以致不久司馬攸病情惡化之下仍然被催促盡快起程。司馬攸唯有抱病辭行，雖然病重仍然整飾衣冠容貌，舉止如常，更令司馬炎以為他并沒(méi)患病，但不久司馬攸就吐血而死，享年三十六歲。

　　司馬炎知道親弟死訊后哭得十分傷心，但馮紞則說(shuō)：“齊王名過(guò)其實(shí)，卻得到天下人民歸心，今天他病死是社稷之福，陛下不必這樣傷心!”司馬炎于是停止哭泣。司馬炎去治喪時(shí)，司馬攸之子司馬冏訴說(shuō)是御醫(yī)們誣稱(chēng)司馬攸沒(méi)病，司馬炎于是誅殺那些御醫(yī)。賜謚號(hào)為獻(xiàn)。其葬禮規(guī)格與安平獻(xiàn)王司馬孚同等。