七月，辽东高句丽国王宫将东吴孙权派去联络的特使胡卫等人斩首，并将首级送到幽州。十二月十五日，司空陈群去世。十七日，曹行巡至许昌宫。
公元237年（青龙五年、景初元年），曹从魏兴郡中分出魏阳，锡郡中分出安富、上庸等地新设上庸郡，同时撤销锡郡建制，把锡县划归魏兴郡。辽东公孙渊反，自称燕王。
公元238年（景初二年），司马懿出兵征讨辽东，获胜。六月，曹赐予日本卑弥呼金印，封其为“亲魏倭王”，曹的健康开始恶化。之后，密遣带方太守刘昕、乐‘浪’太守鲜于嗣越海定二郡，诸韩国臣智加赐邑君印绶，其次与邑长。其俗好衣帻，下户诣郡朝谒，皆假衣帻，自服印绶衣帻千有馀人。同年年底，曹病危，立燕王曹宇为大将军，‘欲’属以后事，曹宇推辞，于是曹听中书刘放、孙资之言改立曹爽为大将军，同司马懿共同辅政。
公元239年（景初三年）正月丁亥日，崩洛阳嘉福殿，《魏书》载他逝世于九龙前殿，年仅三十六岁，?谥号明皇帝，庙号魏烈祖，癸丑日葬于高平陵。其养子曹芳继位。
曹处事沉着、刚毅，明识善断，即位不久就政由己出，使几个辅政大臣形同虚设。同时注重法理。他诏令设置律博士，改革汉法，制订新律。又下令删简死刑条款，减少死罪；除死刑外，可以用财赎罪；减鞭杖之刑，以免苦打成招。
在他曹登基不久，就遇到内外敌人的攻击，公元226年八月孙权攻江夏、襄阳，227年孟达反，231年，鲜卑与蜀汉联手进犯，到234年为止诸葛亮五次进攻曹魏，234年孙权攻合‘肥’。魏明帝成功地抵御了这些内外战争。他重用曹真、张、司马懿等名将与诸葛亮作战。235年诸葛亮死后，魏蜀边境上的情况有所减缓。同年，轲比能被曹魏派遣的刺客所杀，鲜卑“种落离散，互相侵伐，强者远遁，弱者请服”，北疆也得以安定。
237年，辽东公孙渊反魏，自立为燕王。此年，曹令司马懿攻辽东，司马懿遂带兵四万，和牛金、胡遵等出征辽东，大破燕军，杀公孙渊，成功收复辽东。
曹还用心制诗度曲。他征召文士置于崇文馆，鼓励其文学创作。曹能诗文，善乐府，与其祖父曹‘操’、父曹丕并称魏之“三祖”。