Nasceu de Sima Yi e Zhang Chunhua numa época em que a autoridade imperial enfraquecia e senhores da guerra disputavam o controlo. A sua educação numa família poderosa de uma comandaria preparou-o para a intriga da corte e para a administração militar.

Quando Cao Pi forçou o imperador Xian a abdicar, o Estado de Wei tornou-se o novo quadro imperial. Sima Shi cresceu a observar a ascensão do seu pai, Sima Yi, na burocracia e nos exércitos de Wei.

Como jovem aristocrata, entrou na vida oficial em meio às lutas de Wei contra Shu e Wu. Aprendeu como nomeações, memoriais e cadeias de comando ligavam a capital às guarnições da fronteira.

Sima Yi liderou uma grande expedição para esmagar o senhor da guerra semi-independente Gongsun Yuan em Liaodong. A vitória ampliou o controlo de Wei no nordeste e elevou o prestígio militar da família Sima.

Ele e Sima Yi atacaram quando o regente Cao Shuang participava em cerimónias nos Túmulos de Gaoping, perto de Luoyang. O golpe tomou o palácio, executou aliados-chave de Cao Shuang e tornou o clã Sima dominante na corte.

Após a morte de Sima Yi, Sima Shi tornou-se o principal poder por trás do imperador Cao Fang. Controlou nomeações, comandos militares e a segurança imperial, apresentando a sua autoridade como uma tutela leal.

O general Wang Ling conspirou para substituir Cao Fang e resistir à regência dos Sima, angariando apoio na região de Huainan. Sima Shi agiu com decisão, forçou a rendição de Wang Ling e reforçou a vigilância sobre comandantes regionais.

Reformulou a liderança provincial para impedir outra revolta ao estilo de Huainan. Ao distribuir a autoridade por funcionários e parentes de confiança, reduziu a possibilidade de um só general dominar um corredor estratégico.

Li Feng e outros procuraram minar a influência de Sima Shi recorrendo a facções da corte e redes pessoais. Sima Shi respondeu com detenções e afastamentos, deixando claro que nem os altos funcionários estavam fora do seu alcance.

Sima Shi acusou Cao Fang de comportamento impróprio e de conspirar com favoritos, forçando-o a abdicar. A medida mostrou que o trono estava subordinado ao regente, chocando muitos membros da elite de Wei.

Escolheu Cao Mao para substituir Cao Fang, apresentando a mudança como correção moral e preservação dinástica. Na prática, o poder real permaneceu com a administração Sima e a sua rede de comandantes.

Guanqiu Jian e Wen Qin levantaram-se em Shouchun, proclamando lealdade à casa Cao contra a dominação dos Sima. Sima Shi liderou pessoalmente as forças para os reprimir, reconhecendo que Huainan controlava rotas vitais para o sul.

A rebelião colapsou quando as forças de Wei e as deserções fragmentaram a coordenação dos insurgentes. Durante a campanha, a sua saúde piorou, e as fontes descrevem uma condição debilitante que o enfraqueceu mesmo na vitória.

Reconhecendo o perigo de um vazio de poder, passou a apoiar-se cada vez mais no seu irmão Sima Zhao para gerir tropas e memoriais. Esta transferência assegurou a continuidade do domínio da facção Sima sobre a corte e as províncias.

Morreu em 255, pouco depois de regressar da campanha de Shouchun, com as principais alavancas do Estado já nas mãos dos Sima. A sua morte elevou Sima Zhao e aproximou a família da fundação da dinastia Jin.