Trong thời gian Tấn Vũ đế ở ngôi, Tư Mã Luân từng đồng mưu với đình úy Đỗ Hữu Chánh phạm tội, nhưng Tấn Vũ đế thương tình ông là người trong hoàng tộc, nên miễn tội. Sau đó, lại phong cho Tư Mã Luân làm Hành Đông trung lang tướng, Tuyên Uy tướng quân.

Vào giữa những năm Hàm Ninh (275-280, niên hiệu thứ hai của Vũ đế), Tư Mã Luân được phong làm Triệu vương. Sau đó, ông tiếp tục được phong làm An Bắc tướng quân. Đến năm đầu Nguyên Khang (niên hiệu của Tấn Huệ đế con Tấn Vũ đế), ông lại được phong làm Chinh Tây tướng quân, Khai phủ Nghi Đồng tam ti và được giao trấn thủ đất Quan Trung. Tuy nhiên sau đó do Tư Mã Luân bị triệu về cung, làm Thái phó cho thái tử Tư Mã Duật.