孙休并未立即派兵平定交趾平叛。就在吕兴起事的同月，曹魏下诏宣布伐蜀，掌握魏国大权的司马昭调集十八万大军，于八月自洛阳出师。孙休于十月时得到蜀汉的求援讯息，下令派军攻击魏国以救援蜀国。但就在十一月，蜀主刘禅宣布降魏。孙休闻讯后撤回了攻击魏国的军队，派兵平息与蜀汉接壤地区发生的骚乱。此后，孙休又于吴永安七年（264年，魏景元五年）二月起接连调集四路大军攻打原属蜀汉的永安，试图趁曹魏在蜀地立足未稳时抢夺巴蜀要地，但遭到守将罗宪的顽强抵抗，用了半年时间都未能攻克。直到同年七月，魏国派遣荆州刺史胡烈率大军进逼吴国军事要地西陵以救援罗宪，吴军只好撤退。同月，孙休去世。由于始终无暇顾忌交趾郡发生的动乱，孙休在去世前分交州北部的南海郡、苍梧郡、高凉郡、郁林郡四郡置广州，以避免事态的扩大。

交州方面在吕兴于交趾郡起事后，九真郡、日南郡两郡也分别有人发动叛乱进行响应，吕兴又率军进逼合浦郡，希望合浦也能加入。蜀亡之后，吕兴派遣都尉唐谱前往南中的进乘县（今云南省屏边苗族自治县），向魏南中都督霍弋要求归附曹魏以寻求庇护，希望魏国能出兵援助，并请求魏国任命他为督交趾诸军事、上大将军、安定县侯以便于安稳交趾的局势。霍弋向洛阳上表奏明此事，并转达交趾诸将的请求，于吴元兴元年（264年，魏咸熙元年）九月得到魏国朝廷的回复。魏国诏令吕兴为使持节、都督交州诸军事、南中大将军，封安定县侯，允许吕兴“便宜从事，先从后上”。同时还任命霍弋遥命交州刺史，将交州之事委托于他，允许其自行决定交州地区的官吏任命。霍弋奏请任命建宁人爨谷为交趾太守，派牙门将董元、毛炅、孟干、孟通、爨能、李松、王素等率军援助吕兴。但在爨谷等人到达交趾之前，吕兴便被其功曹李统（又作王统）所杀。

吴甘露元年（265年，魏咸熙二年），爨谷等人率军从南中抵达龙编，安抚新归附的交趾等地。该年十二月，司马炎代魏，建立晋朝。不久后，爨谷去世，霍弋又上表请求以巴西人马融（马忠之子）继为交趾太守。后来马融也病逝，霍弋再以犍为人杨稷继任太守之位。经过杨稷等人两年的经营，至吴宝鼎二年（268年，晋泰始三年）西晋已占据了吴国交趾、九真两郡，日南也已唾手可得，吴国“合浦以北，民皆摇动”。晋廷加封杨稷为绥远将军，董元、毛炅等牙门将为杂号将军，均封为侯，遥领交州的霍弋也功封列侯。

宝鼎三年（268年，晋泰始四年），吴主孙皓向西晋展开大规模反击。孙皓任命刘俊为交州刺史、前交州刺史修则为前部督，与将军顾容（顾雍族弟）一起负责讨伐屯驻交趾的晋军。吴军连续多次攻打交趾，都被杨稷击败，连郁林、九真两郡也都转而依附杨稷，战局对吴军渐渐不利。杨稷趁势派遣毛炅、董元等人率军攻打吴军的驻地合浦。两军在古城（今广西壮族自治区合浦县东北）交战，晋军大获全胜，吴将修则被毛炅斩杀，刘俊也在战斗中阵亡。吴军残部退保合浦。之后杨稷奏请任命董元为九真太守、毛炅为郁林太守，继续进攻吴国交州各郡。

建衡元年（269年，晋泰始五年），孙皓再次调遣两路大军南征交趾，一路由监军虞汜（虞翻四子）、威南将军薛珝（薛综长子）率领从荆州陆道出发，一路由监军李勖、督军徐存率领从建安（郡治今福建省建瓯市南）海路出发，预期两军在合浦会合后共同剿灭交趾的晋军。但吴军的进展并不顺利，李勖部因为建安海路难以通行，无法前往指定地点，最后李勖杀死向导冯斐，率军于次年原路返回建业。李勖此前曾得罪过的何定趁机以错杀导军且擅自撤军为罪名，向孙皓状告李勖。孙皓下令将李勖、徐存全部处死并夷三族。

虞汜、薛珝率军到达交、广后，苍梧太守陶璜“自表讨贼”，率军与杨稷军在分水交战，因将帅意见不一，军队不听号令而败北，吴军两位将领在战斗中阵亡。薛珝因此大怒，与陶璜发生争执，甚至打算率军辙回。当天夜里，陶璜率领数百人袭击董元部，取得大捷，夺得数千匹锦物等大量宝物，满载而归。薛珝知道后，为之前的态度向陶璜致歉，并上表奏请以陶璜为交州刺史、前部督。建衡三年（271年，晋泰始七年）四月，虞汜率军攻打董元部，取得胜利，董元死去。杨稷派王素继任九真太守。陶璜用此前截获董元的宝物收买了扶严夷首领梁奇，梁奇率领一万多人马加入吴军。薛珝用陶璜之计，从海路奇袭交趾，杨稷派遣毛炅、孟岳前往迎击，两军在封溪交战，晋军大败，毛炅“仅以身还”。晋军在交战中曾伪退试图偷袭吴军，但被陶璜识破，以长戟队击破晋军埋伏。

杨稷、毛炅等人率残军退回交趾，固城自守。陶璜率军包围交趾，截断供给。到七月时，交趾城中粮尽，因饥饿或疾病死亡的人超过半数。不久后，陶璜约降城中守将王约，在里应外合之下攻陷交趾，斩杀张登、孟通、邵晖及两千余守军，擒晋将杨稷、毛炅、孟干、爨能、李松等人。陶璜因功被吴国正式任命为交州刺史。九真守将王素听说交趾兵败的消息之后，与牙门王承等人计划逃回南中（南中都督治今云南省曲靖县），结果中途被陶璜部将卫濮俘获。功曹李祚与都尉邵胤率军坚守九真，陶璜遣部将前去攻打，李祚的舅舅黎晃也有随军，便劝李祚降吴，被李祚拒绝，后来花了较多时间才将九真平定。不久，日南等郡也向吴军投降，孙吴成功收复交州。

修则之子修允当时在陶璜军中，听说晋将毛炅被俘后，要报杀父之仇，坚持要求将其处死。陶璜看重毛炅英勇善战，企图招降，因而并未允许。但毛炅事后密谋袭击陶璜，事泄未遂。毛炅被再度收押后拒绝屈服，大声喝骂吴军，修允将其剖腹割肝，毛炅骂声犹不止。被俘的晋将杨稷、孟干、爨能、李松等人私下盟誓，立志等将来伺机逃回西晋。后来在被押往建业的途中，杨稷在合浦病逝，吴军将其首级送回建业，尸体抛入海中。孟干等人押至建业后，吴主孙皓本想将他们处死，有朝臣劝孙皓宽宥他们以招揽敌国边将，于是孙皓改判孟干等人流放到临海（今浙江省台州市）。孟干等人担心流放到东方后不便于北归，听说吴人喜欢蜀地的竹弩，便称自己能够制作，因此被留在了建业。吴凤凰二年（273年，晋泰始九年），三人看准时机，从吴地逃往西晋，爨能、李松在途中被捕后处死，仅孟干成功到达洛阳（今河南省洛阳市）。孟干向晋武帝叙说了事件的原委，并进言讨伐吴国。当初晋武帝本打算封杨稷为交州刺史、毛炅为交趾太守，因有传闻称他们投降吴国而未实行。晋武帝听孟干诉说了事情的原委后，下令追封杨稷为交州刺史，封孟干为日南太守，诏令毛炅、爨能、李松的儿子袭爵，并赐毛炅的另外三个儿子为关内侯。

吴军收复交州后，吴主孙皓宣布大赦，分交趾郡置新昌郡，以加强对交趾的控制。其后吴军与当地的扶严夷等夷民产生冲突，虞汜、陶璜等人又率军平定扶严夷，在扶严夷故地设置武平郡。此后陶璜又开拓九德郡及九真属国三十余县，巩固了吴国在交州的统治。孙皓下令再次晋升陶璜为使持节、都督交州诸军事、前将军、交州牧，虞汜因功封为交州刺史、冠军将军、余姚侯，但没过多久，虞汜病故，薛珝也在班师回朝的途中病逝。交州安定后，孙皓曾有意以合浦太守修允代替陶璜的位置，调陶璜镇守军事要地武昌（今湖北省鄂州市），但因为当地民众坚持要求陶璜留任而作罢。交州的吴晋之战虽告一段落，然而交州南邻林邑国（即占婆国）却再挑起战事，陶璜与林邑作长期周旋，达十余年。吴天纪三年（279年，晋咸宁五年），修允调任桂林太守，不久病逝于广州（州治今广东省广州市），其部曲督郭马等人煽动兵民发起“广州之乱”，波及广州大部，并延及荆州南部。孙皓立即派滕脩、陶濬（陶璜之弟）率军讨伐，并令陶璜引军从西侧夹击。次年，吴国亡于晋，陶璜接到孙皓要求各地守军降晋的手谕后，也归顺晋武帝。晋武帝仍令其镇守交州，改拜冠军将军，封宛陵侯。在陶璜死后，陶璜子陶威、陶淑，陶威子陶绥也先后担任交州刺史，世代镇守交州。

魏（晋）利用这次战争为契机，倚重蜀国降将，采取了“蜀人制交”之策，出兵交州，对吴造成沉重打击；而孙吴陷入交州战争的泥淖长达八年，为收复交州失地付出代价甚巨，这场战争严重损耗了孙吴国力，在一定程度上加速其灭亡。

战争期间，东吴设置广州，统治广东、广西地区，而交州（交趾、九真、日南、合浦）则统治越南北部及广西南部地区，至此，交、广二州分置的局面最终定型。