初名曹璜，字景明，沛国谯县(今安徽亳县)人。武帝孙，燕王曹宇子，封为常道乡公。
魏甘露五年(260)，曹髦被杀，他被迎立为帝，改年号为“景元”。曹奂在位期间，大权被司马昭掌握，朝中政事亦决于司马昭。
咸熙二年(265)八月，司马昭死。其子司马炎袭爵，继相国、晋王位。十二月，司马炎自称帝，曹奂被废黜，降封为陈留王，被逼迁往金墉城(今河南省洛阳市内)居住。不久，司马炎又迫使他迁居邺城(今河北磁县东)。至此，魏从文帝曹丕起共传五世，历四十六年而亡。
曹奂在位六年，晋永宁二年(302)，病死于邺城，终年五十七岁。谥元帝。史家习惯称他为常道乡公。