在《三国志》中记载曹丕的后人中封王的儿子有9人,其他未封王便早夭者人数不详。分别是魏明帝曹叡,赞哀王曹协,北海悼王曹蕤,东武阳怀王曹鉴,东海定王曹霖,元城哀王曹礼,邯郸怀王曹邕,广平哀王曹俨,清河悼王曹贡。
曹霖出生的时间不详,生母是仇昭仪。出身并不是太高,是曹丕九个儿子里面活到最后的。黄初三年(222年)曹霖被立为河东王。黄初六年(225年),曹霖改封于馆陶县。据史书记载曹霖非常的粗暴,性格非常的差,自己家里的卑妾都遭受了他的残害。黄初七年(226年),曹霖之父曹丕去世,帝位由曹霖之兄曹叡继承,曹叡继位之后在位期间指挥曹真、司马懿等人成功防御了吴、蜀的多次攻伐,并且平定鲜卑,攻灭公孙渊,设置律博士制度,重视狱讼审理,与尚书陈群等人制《魏律》十八篇,是古代法典编纂史上的重大进步。魏明帝在军事,政治和文化方面都颇有建树。也因为曹丕遗愿的缘故对曹霖十分的宠爱,甚至已经超过了其他的曹氏宗亲诸侯。
太和五年(231年)八月,曹叡下诏让诸王和宗室的公侯每人带嫡子一人入京觐见,曹霖应当在入京觐见之列。太和六年(232年),曹霖改封东海王。正始二年(241年),曹霖之子曹髦出生,他自幼聪明好学,才慧早成。正始十年(公元249年),司马懿趁曹爽陪曹芳离洛阳至高平陵扫墓,起兵政变并控制京都。自此曹魏军权政权落入司马氏手中。之后曹爽倒台,政权落入司马氏手中。嘉平六年(254年),中书令李丰和光禄大夫张缉图谋废掉司马师,改立夏侯玄为大将军。司马师平定叛乱后,将曹芳废为齐王,拥戴高贵乡公曹髦继位。年号正元。曹髦文才武略,崇拜少康,不满司马氏专权秉政,这种不满直接演变成刀兵相向,打算率领宫仆消灭司马昭,最后被司马昭的党羽贾充杀死。
嘉平二年十二月二十七日(251年2月5日),曹霖去世,谥号为“定”,东海王的爵位由其子曹启继承。