凤凰三年(274年),陆抗逝世,陆机与其兄陆晏、陆景、陆玄及弟陆云分领陆抗部曲 ,担任牙门将。
太康元年(280年),陆机二十岁时孙吴灭亡,他于是退居家乡,闭门勤学,累积十余年。由于陆机父祖宗亲在孙吴都位居将相,功勋卓著,他深深感慨吴末帝孙皓抛弃祖业,投降西晋。便评论孙权得天下、孙皓亡天下的原因,又追述自己祖父、父亲的功业,于太康九年(288年)创作了《辨亡论》(分上、下两篇) 。
太康十年(289年),陆机与弟弟陆云一同来到京师洛阳,初入洛阳时,二人志气高昂,自认为是江南名族,不重视中原人士,只拜访当时的名士、太常张华。张华一向重视陆机的名声,陆机与张华相见便感到一面如故,他钦佩张华的德望风范,以师长的礼仪对待他 (后张华遇害,陆机为他作了诔文,又创作《咏德赋》来悼念他 )。张华说:“伐吴之战,获得了两个俊士。”并把他们推荐给诸公 ,使得二陆名气大振。时有“二陆入洛,三张减价”之说(“三张”指张载、张协和张亢)。
太熙元年(290年),太傅杨骏征召陆机任祭酒。元康元年(291年),晋惠帝皇后贾南风发动政变,诛杀杨骏。
元康二年(292年),陆机接连担任太子洗马、著作郎。 他喜欢交游权贵门第,与外戚贾谧亲善,为“金谷二十四友”(一作鲁公二十四友)之一,因而遭到讥讽。
元康四年(294年),吴王司马晏出京镇守淮南,任命陆机为吴国郎中令。 元康六年(296年),随吴王游梁、陈之地,其冬,转任尚书中兵郎。元康七年(297年),转为殿中郎。元康八年(298年),陆机出补著作郎。
永康元年(300年),赵王司马伦发动政变,诛杀贾后并辅政后,陆机被请为相国(司马伦)参军。因参与诛讨贾谧有功,赐爵关中侯,不久,司马伦将要篡位,任命他为中书郎。
永宁元年(301年),三王(齐王司马冏、河间王司马颙、成都王司马颖)举义,诛杀篡位的司马伦,齐王司马冏认为陆机任中书之职,怀疑加司马伦九锡以及惠帝禅诏之文陆机有参与,于是收捕陆机等九人交付廷尉治罪。仰赖成都王司马颖、吴王司马晏一齐救援疏理,陆机才得以减免死刑,被流放边地,遇到大赦才没去。当时中原多难,与陆机交好的江南名士顾荣、戴渊等都劝陆机回到江南,陆机仗着才能声望,志在匡正世难,所以不从。司马冏主政后,恃功自夸,受爵位不礼让,陆机厌恶他,便作了《豪士赋》来讽刺司马冏。司马冏仍未觉悟,而最终失败被杀。
当时,成都王司马颖推让功劳而不自居,慰劳下士。陆机既感谢他救过自己的恩德,又见朝廷屡有变异祸难,认为司马颖必定能使晋室兴隆,于是委身于他。司马颖让陆机参大将军军事,任平原内史,后世遂称其为“陆平原”。
陆机开始治军时,军旗折断,他内心很是厌恶。军队列阵出发,从朝歌至河桥,鼓声传数百里,自从汉魏以来,还不曾有过这样盛大的出兵场面,长沙王司马乂挟持惠帝与陆机在鹿苑交战,陆机军大败,赴七里涧而死的士兵如同积薪,涧水为此不流,将军贾棱也战死。
陆机遇害后,还葬云间,现墓周河套尚存遗址,仍可辨认。