司马睿出身于西晋皇族。西晋末代皇帝司马邺与司马睿是叔侄关系。祖父司马颙为司马懿的庶出之子，魏帝曹芳正始年间，始受封为南安亭侯。嘉平初年，司马懿发动高平陵政变，从而控制了曹魏政府的实权。司马懿为代魏准备条件，分别派诸子出任境内几个重要地区的都督。司马颙以宁朔将军之职坐镇邺城。邺城是曹操封魏时的都城，曹魏王公的聚居之地，素为屯兵屯粮的重镇。司马颙被委镇此地，反映了司马懿对他的重视。在魏世，司马颙还先后担任过散骑常侍、右将军、监兖州诸军事、兖州刺史、征虏将军等职。西晋开国后，又历任尚书右仆射、抚军将军、镇东大将军、假节、都督徐州诸军事等职，初封东莞郡王，后改封琅邪王。平吴之役，司马颙率军出涂中，立有大功，遂进拜侍中、大将军、开府仪同三司、并督青州诸军事等职。父司马觐为司马颙长子，初拜冗从仆射，后袭爵琅邪王。一生无突出事迹。
咸宁二年（276），司马睿生于洛阳。太熙元年（290）司马觐死，年仅十五岁的司马睿依例袭琅邪王爵。同年四月，晋武帝司马炎去世。继立的司马衷鲁愚迟钝，无力驾驭政局，统治阶级内部为争夺最高权力展开了极端残酷的攻杀。在动荡险恶的政治环境中，处于帝室疏族地位的司马睿无兵无权，为避杀身之祸，他采取恭俭退让的方针，尽量避免卷入斗争的旋涡。在洛阳，司马睿交结密切的朋友只有王导。王导，字茂弘，出身于北方头等士族的琅邪王氏，公认的名士领袖王衍是其族兄。王导是西晋末年有一定才能的政治家。他预见到天下将要大乱，为利用司马睿而施展自己的政治抱负，曾多次劝说司马睿离开多事的首都地区回到封国。司马睿赞成王导的主张，但是一直找不到归国的机会。
永兴元年（304）七月，“八王之乱”进入高潮。东海王司马越挟待晋惠帝司马衷亲征邺城。当时，坐镇邺城的将军是皇太弟成都王司马颖。前不久，司马颖击杀了执政的长沙王司马颙，强迫惠帝封他为皇位继承人。在取得了都督中外诸军事、丞相等职务之后，司马颖将皇帝的乘舆服御尽数劫入老巢，并以邺城遥制洛阳。司马颖的横暴和专权，引起了另外一些实力派人物的不满。尚书令司马越乘机以惠帝的名义发布檄书，征召四方军队讨伐司马颖。时任左将军的司马睿奉命参加了讨邺战争，年二十九岁。
两军在荡阴（今河南汤阴）展开激战。结果司马越兵败，遁回封国东海。惠帝及随军大臣被司马颖劫掠入邺，司马睿也在其中。不久司马睿的叔父东安王司马繇因得罪司马颖而遭杀害。司马睿害怕祸事殃及自己，潜逃出邺。在奔在洛阳的途中，他行至黄河岸边曾被津吏捕获，险遭不幸。司马睿到达洛阳，马上将家眷接出赴往琅邪（今山东胶南县）去了。