丁亥，刘裕悉众攻城。或曰：“今日往亡，不利行师。”裕曰：“我往彼亡，何为不利！”
三月，东晋刘裕上表请求讨伐南燕，朝廷中商议，大臣们都以为不可轻举妄动。只有左仆射孟昶、车骑司马谢裕、参军臧熹认为一定能胜利，劝说刘裕出征。刘裕任命孟昶为监中军留府事。谢裕是谢安哥哥的孙子。
当初，前秦苻氏政权衰败的时候，王猛的孙子王镇恶投奔到东晋，朝廷任命他为临澧令。王镇恶对骑术不很擅长，拉弓射箭的能力也很弱，但是却有深谋远略，善于对事情作出果决的判断，很喜欢谈论军队国家的大事。有人把王镇恶推荐给刘裕，刘裕和他交谈一番，很喜欢他，所以留宿在家里。第二天早晨，对参军佐僚们说：“我听说名将之门当出大将，王镇恶的确是这样。”便任命他为中军参军。
己巳（十一日），刘裕从建康出发，率水军从淮水进入泗水。五月，东晋部队到达下邳，把船舰、笨重的军用物资留下，步行开进到琅邪，所路过的地方，都修筑起城池，留下军队把守。有人对刘裕说：“燕国人如果把大岘山的险要堵塞住，或者坚固城墙，使散居百姓聚居进去，只把空荡荡的田野留给我们，那么，我们的大部队深入到敌国重地，便不单不能建立什么功业，而且还可能无法安全返回，怎么办？”刘裕说：“我已经把这些考虑成熟了，鲜卑人生性贪婪，没有长远的打算，前进的时候只盼望多多地抢夺掳掠，后退的时候又吝惜田中禾苗。他们以为我们孤军深入一定不能长久坚持，因此不外乎进军驻守临朐，或者退兵戍卫广固，一定不会据险要之地抵抗、清肃四野防备我们。我敢向你们保证。”
南燕国主慕容超听说有东晋军队来讨伐，便召集大臣们在一起商议对策。征虏将军公孙五楼说：“吴地的兵众轻装果决，方便的是速战速决，不能与他们迎面作战。应该据守大岘，让他们无法进入，拖延时间，把他们的锐气泄掉，然后再从容地挑选精壮骑兵二千人，沿着海滨南下，断绝他们运粮草的通道，另外再命令段晖率兖州的军队沿着山地向东进军，在后背处进攻他们。这是上策，分别命令各地的守宰官员依靠险要自己固守，考虑估计自己所用的粮食物质等以外，剩下的全部烧毁，再把田野中的庄稼全部割光，让来犯的敌人没有东西可补充给养，他们远征的部队既没粮草，求战又找不到对手，一个月之间，我们就可以坐在那里控制他们了。这是中策。把贼兵放入岘山，然后我们再出城迎战他们，这是下策。”慕容超说：“今年，上天的吉星正在我们三齐的头上，按照天道推测，我们用不着作战，就会胜利。现在客军和主人的势力相差太悬殊，按照人间事理来看，他们远道而来，疲惫不堪一定不能耽搁太久。我据守五个州的地域，拥有富庶的百姓，强大的骑兵万群，茁壮的庄稼遍布四野，怎么能割倒庄稼迁移百姓，首先自己向人示弱呢？我看，不如放他们进入大岘山，再派精壮骑兵前去践踏他们，何必担心打不败他们。”辅国将军广宁王慕容贺赖卢苦苦劝阻，慕容超只是不听。退朝后，慕容贺赖卢对公孙五楼说：“如果一定这样的话，亡国也就没几天了！”太尉、桂林王慕容镇说：“陛下如果一定认为骑兵在平地作战方便的话，就应该冲出岘山去迎战敌人，即使在战斗中不能取胜，也还可以退守。”不应该放纵敌兵进入岘山，自己放弃险要的地势。”慕容超拒不听从。慕容镇退出后，对韩卓说：“主上既不想主动迎战，把敌人击退，又不同意迁移居民，清肃原野。把敌人引进自己的腹地，坐在那里等待敌人的进攻围困，这一点太像汉末的刘璋了。今年之内我们国家就要灭亡，我只有一死。但是你作为中原人士，却要像江南人那样被重新纹身了。”慕容超听说这话后，暴跳如雷，把慕容镇抓起来送进了监狱。于是他下令撤回莒城、梁父两地的守军，加固修筑都城的防御工程，遴选将士和战马，等待东晋兵来。
刘裕顺利通过大岘，南燕的军队一直没有出现。刘裕举起手来，指着上天，禁不住脸上露出喜色。左右的侍从们说：“您没有看见敌人却先高兴起来，这是为什么？”刘裕说：“大军已过险关，军队没有退路可走，因此一定会有拼死作战的决心；余粮尚在田亩之中储存，我们又没有了缺乏粮草的忧虑。盗匪已经完全落入了我的手中。”六月，己巳（十二日），刘裕大军抵达东莞。慕容超先派遣公孙五楼、慕容贺赖卢以及左将军段晖等人统领步、骑兵共五万人屯据在临朐，听说东晋兵马已经通过岘山，便亲自带领步、骑兵共四万人前去迎战，并派公孙五楼率领骑兵开进巨蔑水据守。东晋部队的前锋孟龙符与他展开激战，将他打败，公孙五楼败退而走。刘裕用四千乘军车作为左右的屏障，排成方阵缓缓向前推进，在临朐以南的地方与南燕军队进行会战，太阳渐渐西移，双方的胜负还没有最后明朗。东晋参军胡藩对刘裕说：“南燕倾巢出动，与我们作战，临朐城中的守军一定很少。我愿意带领一支出敌不意的部队从小路去夺取这座城池，这是韩信击败赵国的办法。”刘裕于是派遣胡藩以及谘议参军檀韶、建成将军河内人向弥暗自带兵绕到南燕军队的后面，进攻临朐，号称是轻装部队从海路直接赶来增援的。向弥身披铠甲，首先登上城墙，于是攻破该城。慕容超听说后，大吃一惊，单人匹马从城中逃出，赶到城南投奔段晖。刘裕趁势催动大军奋力战斗，南燕军队大败，斩杀了段晖等大将十多人，慕容超逃回广固，晋兵缴获了他的玉玺、车辇以及挂在车后的豹尾。刘裕乘胜追击，直到广固。丙子（十九日），又攻克了广固外围的外城。慕容超聚集众人进入内城据守。刘裕兴筑长墙围困他们，墙高三丈，挖了三道地沟。好言抚慰接纳投降归附的人士，选择提拔贤才俊杰，不管是汉人还是夷人，都很高兴。从此，因为夺取了齐地这里储存的粮草，便把从长江、淮河水路运输军粮的工作，全部停止。
慕容超派遣尚书郎张纲向后秦请求救兵，又赦免了桂林王慕容镇，任命他为录尚书、都督中外诸军事，把他请来相见，并谢了罪，又问他有什么好办法。慕容镇说：“百姓的心事、希望，全部维系在您一个人身上。现在陛下亲自指挥大部队前去迎战，结果是战败跑回，不但大臣们的心思难以统一，百姓也都丧失了胆气。我听说秦国自己也正有内患没有清除，恐怕也没有功夫分出兵力解救别人。现在我们逃散的士兵回来的还有几万，应该把国库中的金银布匹等全部拿出来引诱他们，让他们再去决一死战。如果天命应该帮助我们，那么这一次一定能击败敌人；如果不这样，那么死了也是一件美事。这和关起门来坐在这里等死，不也还强出许多吗？”司徒、乐浪王慕容惠说：“不对。晋军乘胜而来，气势旺盛，比原来还要超出百倍，我们用刚刚惨败的士卒抵挡他们，不也是太难了吗？秦国虽然与刘勃勃互相僵持、斗争不休，但是也不足以把这当成祸患。况且他们与我们分别占据中原地区，彼此依傍，形势就像唇齿一样，怎么能够不来救助我们呢？但是，不派出官职重要的大臣去，就请不来更多的援兵。尚书令韩范一直被我们和秦国所重视，应该派他去请求援军。”慕容超听从了他的意见。
秋季七月，东晋加授刘裕为北青、北冀二州的刺吏。
南燕尚书略阳人垣尊和他的弟弟京兆太守垣苗，跳出城墙向东 晋部队投降，刘裕任命他们为行参军。垣尊、垣苗都是慕容超喜欢、重用并引为心腹的人。
有人对刘裕说：“张纲心灵手巧，如果把他抓来，让他制作攻城用具，广固一定可以攻克。”正好张纲从长安回来，太山太守申宣把他抓住，送给刘裕。刘裕让张纲登上很高的楼车，命令他在城的四周对城内高喊：“刘勃勃把秦军打得大败，所以没有谁能派兵来救你们了。”城中将士听到这话没有不大惊失色的。东晋从江南每次发兵前来增援，或者派遣使者来广固慰问，刘裕都常常暗自派兵卒在前一天夜里迎候，第二天再打着大旗、敲着锣鼓到来。北方的百姓拿着武器、背着粮食归降刘裕的人，每天数以千计。攻城更加急迫，张华、封恺都被刘裕俘虏，慕容超请求割让大岘山以南地区为藩臣，刘裕没有答应。
秦王兴遣使谓裕曰：“慕容氏相与邻好，晋国这样急迫地进攻他们，我们秦国已派遣十万精锐强壮的骑兵屯聚在洛阳。你们的部队如果不撤，那么，我们就要长驱进军了。”刘裕把后秦的使节叫到跟前来说：“告诉你们姚兴：我攻克燕国之后，停止军事行动三年，然后就要去夺取你们的关中、洛阳。今天你们要是能自己送来，那就快点来吧！”刘穆之听说有后秦使节来，便骑着快马跑来拜见刘裕，但后秦使节已经走了。刘裕把自己说的话告诉给了刘穆之。刘穆之埋怨他说：“平常的时候事情无论大小，都一定找我商量。这件事太重大，应该好好考虑一下再决定，为什么就这样冒然地答复他呢？你说的这话不但不足以把敌人威慑住，相反却足以激怒他。如果广固没有攻下，而那些羌族强盗又突然到来，不知道你怎么对付他们？”刘裕笑着说：“这是用兵之道，不是你所能明白的，所以才不告诉你。大凡用兵，贵在神奇迅速，他们如果真的能赶来救援的话，一定是害怕我们知道，哪里还能事先派人前来通知我，说下这番话呢？这是他们的大话。晋军不出国征战，时间已经很久了。羌人看见我们大举讨伐三齐之地，心中已经开始畏惧。他们保全自己还来不及，怎么还能援救别人呢？”
慕容氏家族，在北魏有一百多户，他们计划逃走，被北魏国主拓跋珪全部杀掉了。南燕故臣、后来投奔北魏的封融，前去拜见刘裕，投降。九月，东晋加封刘裕为太尉。刘裕坚决推辞。
当初，姚兴派遣右将军姚强，统帅步兵骑兵共一万人，随韩范到洛阳与姚绍会合，然后两个合兵一起去救援南燕，等到被刘勃勃打败之后，又派人追上姚强，让他带领部队回长安。韩范叹息说：“上天让我燕灭亡了！”南燕尚书张俊从长安回来，投降了刘裕，又对刘裕说：“燕人所仗恃的，是以为韩范一定能请来秦的军队。现在抓住韩范让他们看看，那么燕国一定会投降。”于是，刘裕一面上疏给朝廷，请求封韩范为散骑常侍，一面写信给韩范，招降他。后秦长水校尉王蒲劝说韩范投奔后秦国，韩范说：“刘裕从一个平民百姓起家，剿灭桓玄，兴复晋朝皇室，这次起兵讨伐燕国，所到之处，无不土崩瓦解，这一定是上天的旨意，不是人力所能做到的。燕国亡，那么秦国紧跟着就是第二个，我不能再受一次亡国之辱。”于是，投降了刘裕。刘裕带着韩范绕城一周，城中人见了，情绪顿时一落千丈，人心离散。有人劝说南燕国主慕容超诛杀韩范全家，慕容超则因为韩范弟弟韩为国尽忠，从无二心，所以赦免了韩范的家属。
冬季十月，投奔北魏的南燕旧臣段宏，从北魏投奔刘裕。张纲为刘裕设计制造的攻城用具，每件都是奇妙精巧无比。慕容超大怒，把他的母亲悬挂在城墙之上，并把她活活支解。
庚义熙六年（庚戌，公元410年），春季，正月，甲寅朔（初一），南燕国主慕容超登上天门，在城墙上朝会群臣。乙卯（初二），慕容超与宠爱的侍姬魏夫人登上城墙，看见东晋军队的强盛景况，握住对方的手相对哭泣。韩规劝说：“陛下遭受险恶的命运，正应该不懈努力，强行振作，用来鼓舞将士百姓的斗志，怎么能做这小女子似的痛哭流涕的事呢？”慕容超擦了擦眼睛上的眼泪，表示歉意。尚书令董诜规劝慕容超设降，慕容超大怒，把他囚禁起来。
南燕贺赖卢、公孙五楼挖了一条地道出来袭击东晋部队，却不能把他们击退。广固城门关闭太久，城中男女百姓患软脚病的人超过一半，因此出城投降的人一个接着一个。慕容超乘辇车登上城墙，尚书悦寿劝说慕容超道：“现在，上天帮助强盗制造罪恶，我们的将士疲惫凋零，单独困守这一座穷破的城池，外援已经毫无希望，天时和人心的倾向也是可以想见的。如果大数已尽，命该如此，那么，即使是尧、舜也都不能不退位，陛下怎么可以不想一下变通的办法呢？”慕容超叹息说：“天下的兴起和覆亡，都是天命。我宁可高举利剑战斗而死，也决不能口里衔着璧玉投降求生。”
丁亥（初五），刘裕动员全部兵力，奋力攻城。有人说：“今天是往亡日，不利于调动军队。”刘裕说：“我去他死，怎么是不利！”在城的四面发动猛攻。悦寿打开城门，把东晋部队放了进来。慕容超与左右侍卫几十个骑兵越过城墙突围出去，被东晋军队追上抓获。刘裕一一用拒不投降的罪行斥责他，慕容超神色平静，一言不发，只是把母亲托付给刘敬宣照顾而已。刘裕忿恨广固久攻不下，打算把所有军民全部活埋，然后把他们的妻子女儿，赏给自己的将士。韩范劝阻说：“晋朝帝室迁移到南方去之后，中原地区混乱不堪，士人百姓无依无靠，对待强有力的政权，自然便依附过去了。既然做了人家的臣民，就一定要为人家尽力拼命。他们都是古老的世族，先帝遗留下来的子民。今天，王家的军队前来讨伐异族拯救他们，却要把他们全部活埋，那么您打算让百姓往哪里去呢？我私下里担心西北的百姓从此不会再有盼望我们去拯救他们的愿望了。”刘裕马上肃然起敬，向他道歉，但是还是杀了王公以下的三千多人，没收的家庭人口也有一万多，拆毁了广固城墙。把慕容超押回建康，斩首。
元兴三年（404年）九月，卢循从海上攻占番禺、始兴等地，俘获广州刺史吴隐之。卢循任命为广州刺史，其同党徐道覆为始兴相。东晋始兴相徐道覆听说刘裕带兵向北征伐南燕，便劝说卢循乘东晋中空虚袭击建康，卢循没有听从。徐道覆亲自来到番禺，向卢循游说道：“我们住在这五岭以南的地区，难道你还以为是因为理该如此，并且可以把它传给子孙吗？我们正是因为刘裕力量强大，很难跟他为敌才这样的。现在刘裕的大军集结在坚固的城池之下，什么时候回来还说不定，我们用手下这些希望回到故乡去的敢于拼命的士兵，突然进攻何无忌、刘毅这些小辈，不过就像把手掌翻过来罢了。不趁这个时机起事，而只是追求一天的平安，朝廷却一直把您当做心腹大患。如果刘裕平安三齐地区之后，让军队休息一二年，再先用诏书征召您进京，随后刘裕亲自在豫章屯兵，派遣几个将领率领部队翻过五岭，即使将军再有神机勇武，恐怕也一定不能抵挡了。今天这个机会，是万万不可错过的。如果我们抢先攻克了建康，把他们的根基全部摧毁，刘裕即使回来，也没有什么办法了。您如果不同意，我就要率领始兴的兵众直接进攻寻阳。”卢循非常不愿意起事，但又没有说服徐道覆的办法，因此，只好同意了他的意见。
当初，徐道覆派人到南康山中去砍伐制造船只的木材，到始兴廉价出售，居民们都争相购买，因而造船木材虽然堆积许多但是却引不起别人的怀疑。到了这个时候，他把这些木材全部聚集到一起，制造船只，十天左右就办成了。卢循从始兴出发进犯长沙，徐道覆进犯南康、庐陵、豫章，这些地方的官员都放弃了职守逃跑。徐道覆顺赣江直下，船只器械异常强盛，这时，攻克南燕的消息还没有传回朝廷，所以朝廷紧急征召刘裕。刘裕正在讨论是否留下来镇守下邳，整顿处理司、雍二州的事务，恰好接到皇帝的诏书，于是任命韩范为都督八郡军事、燕郡太守，任命封融为勃海太守，任命檀韶为琅邪太守。戊申（二十六日），刘裕带兵南归。檀韵是檀祗的哥哥。后来，刘穆之以韩范、封融阴谋反叛为借口，把他们全杀了。
东晋安成忠肃公何无忌从寻阳带兵出发迎击卢循。长史邓潜之劝阻说：“国家的安危存亡，就在于这次行动了。听说卢循军队的船只设备精良，气势盛大，又位于赣江的上游，所以我们应该挖开南塘的堤坝，使赣江水位下降，然后坚守豫章、寻阳两座城，等待他们。他们一定不敢放下我们不管，径自向更远的地方进发。我们正好积蓄力量，养精蓄锐，等待他们疲倦不堪之后，再发动进攻，这是万全之策。现在，以一战决胜负，万一我们失利，后悔也就来不及了。”参军殷阐说：“卢循所带的部队都是三吴一带过去的强盗，身经百战，颇有勇力，而在始兴招募的溪族兵丁，也都力大敏捷，善于争斗，不应该轻视。将军应该留在豫章屯守，征招兵丁集中到这里，等各路大军到齐之后，再一起出战，也不算太晚。如果仅仅依靠现有的这些军队轻易前进的话，恐怕将来您一定要后悔。”何无忌并不听从。三月，壬申（二十日），与徐道覆的军队在豫章遭遇。徐道覆命令几百名强弩手爬上西岸的小山拦腰射击东晋部队，正好赶上西风骤起，把何无忌所乘坐的小船吹向东岸。贼兵又乘风用大舰进逼，东晋军卒于是纷纷奔逃溃散。何无忌厉声高叫道：“拿我的苏武节来！”苏武节送来，他拿着此节亲自督战。敌兵越来越多，像黑云一样包抄过来，何无忌的言辞神色仍然毫不气馁，最后手持苏武节而死。何无忌战死的消息，使东晋朝廷内外，震骇惊恐，朝会的时候，有人提议打算保护着安帝向北撤退，去投奔刘裕。后来知道敌兵还没有到来，这才停止。
刘裕到达下邳，用船只装载军事物资，自己则统领精锐部队步行赶回。到山阳，听说何无忌兵败战死，担心都城陷落，下令军士脱去铠甲，急行军，自己先与几十个人赶到长江北岸，向过路人打听朝廷的消息。过路人说：“敌人还没到这里，刘公如果回来了，便没有什么值得忧虑的了。”刘裕非常高兴。他想要渡江，但是风太大，众人都说很困难。刘裕说：“如果天公有意帮助我们国家的话，风就应该自动止息。如果不是这样的话，翻船淹死又有什么害处呢？”便命令上船，船刚刚启动，风果然就停了。渡过长江之后，抵达京口，大家于是彻底安下心来。夏季，四月，癸未（初二），刘裕来到建康。因为江州已经沦陷，他上表交回印信，安帝下诏拒绝。
青州刺史诸葛长民、兖州刺史刘藩、并州刺史刘道怜，分别带领部队来到建康防卫。刘藩是豫州刺史刘毅的堂弟。刘毅听说卢循带兵进犯，正要发兵抵抗他们的时候，自己却得了病。病好之后，准备出发。刘裕给他写信说：“我过去几次和这伙强盗交战，知道他们狡滑多变。这次，他们刚刚饶幸获得胜利，他们的气焰及实力不可轻视。现在，我们对战船的修缮马上就要完毕，自当与老弟一同起兵。扫平敌人之后，长江上游的管辖重任，便全部交给你了。”又派刘藩前去，让他暂时停止行动。刘毅勃然大怒，对刘藩说：“过去我们不过因他有一点功劳，推他做临时的盟主罢了，你就以为我真的赶不上刘裕吗？”把刘裕的信仍在地下，率领着两万水军从姑孰出发。
卢循刚开始向北方进犯时，派徐道覆进攻寻阳，自己准备攻打湘中地区各郡。荆州刺史刘道规派遣部队迎战他们，在长沙战败。卢循开进到巴陵，打算直奔江陵。徐道覆听说刘毅就要攻来，派信使飞马报告卢循说：“刘毅的军队很强大，我们的成功失败，关键就在这次战斗，所以，应该同心协力把他打败。如果这次能够取得胜利，那么，江陵就不值得担忧了。”卢循当天便从巴陵出发，与徐道覆的兵力会合，然后顺流而下。五月，戊午（初七），刘毅与卢循在桑落州摆开战场，结果刘毅的军队被打得大败。他扔掉船只，只带着几百名下属步行逃走，剩下的士兵全部被卢循俘虏。他们丢弃的军事物质堆成了小山。
当初，卢循抵达寻阳的时候，听说刘裕已经回来，还有些不相信。击败刘毅的军队后，才从俘虏的口中得到证实，他和他的党羽们互相对看着面色大变。卢循打算退回到寻阳，攻克江陵，占据这两个州来和朝廷对抗。徐道覆则说应该乘胜直接进攻，并坚持自己的观点。卢循犹豫了好几天，才依从了他的建议。
己未（初八），东晋实行大赦。刘裕招募百姓，充实兵力，酬赏的数量同当年从京口发兵讨伐桓玄时所酬赏的数量相同。又发动百姓营建石头城。有人议论说，应该分出兵力去把守各个交通要道，刘裕说：“敌人兵多，我们兵少，如果分开兵力据守各地，就容易把我们的虚实暴露给敌人，况且一旦一个地方失利，就会使全体军队的士气受到打击。现在我们把部队全部聚集在石头，按照情况的需要，应变行事，这样，既可以让敌人无法知道我们的实力多少，又可以使军队的力量不致分散。如果各地的军队都能够及时地辗转集结，那就以后再说吧。”
东晋朝廷听说刘毅被打得大败，人心慌乱不安。这时北伐的军队刚刚回来，将士不是受伤便是有病，而留在建康的战士又不超过几千人。卢循攻克江州、豫州之后，战士达到十几万人，战船战车浩浩荡荡，绵延一百里，仍然看不到头，大的楼船高达十二丈。官军战败跑回来的人都争着传说敌兵的强盛。孟昶、诸葛长民打算护卫安帝渡长江向北撤退，刘裕不同意。当初，何无忌、刘毅迎击从南方袭来的敌军时，孟昶估计他们一定失败，过后果然失败。到了这个时候，他又以为刘裕一定抵挡不住卢循的进攻，大家对他的话都很相信，只有龙骧将军、东海人虞丘进在朝廷中驳斥孟昶等人，以为不是那么回事。中兵参军王仲德对刘裕说：“明公您受上天之命，当国家的辅佐，又刚刚建立了大功，声威震动天下。这些妖贼乘我们国内空虚，公然进犯，听到您带兵胜利归来，自会奔逃溃散。我们如果首先自己逃跑，那么其实就和一个没用的蠢才一样了，蠢才下令，又用什么建立威信呢？这个渡江避难的建议如果被采纳，就请您允许我就此告辞。”刘裕非常高兴。孟昶一直坚持自己的请求，刘裕说：“现在，我们的重要藩镇在外地失败，强大的敌人又步步近逼，人心恐惧不安，没有一个坚定的信心。如果我们一旦向北移动，便自然会土崩瓦解，长江以北的地区又哪里能赶得到！即便是到了那里，也不过是拖延一些时日罢了。现在，我们的兵士虽然很少，却也足够作最后一次决战，如果真的克敌制胜，那我们君臣一同庆幸，如果恶运一定要来，我也应当死在晋室宗庙之前，实现我长期以来以身报国的志向，但决不能逃窜到荒草林野之间只想保全个人的性命。我的决心已经下定，你不要再多说了！”孟昶因为自己的建议不被采纳而恼羞成怒，又因为认定自己这一方必定失败，所以请求先杀了自己。刘裕大怒说：“你打完这一仗，再死也不晚！”孟昶知道刘裕一定不会采纳他的意见了，于是呈上奏表，表明自己的想法：“刘裕北伐的时候，文武百官都不同意，只有我赞同刘裕出兵的计划，致使强大的敌人乘虚而入，使国家的安全受到威胁，这是我的罪过。我只好承认自己的罪责，用以告慰天下人。”把奏表封上之后，他便喝下毒药自杀了。
乙丑（十四日），卢循大军抵达秦淮河口，东晋朝廷都城内外戒严。琅邪王司马德文都督宫城诸军事，住在中堂大殿处理军务，刘裕则在石头驻扎，其他各位将领各有自己的防地。刘裕的儿子刘义隆只有四岁，刘裕派谘议参军刘粹辅佐他，镇守京口。刘粹是刘毅的同门族弟。
刘裕见到许多百姓站在江边看着江中的敌军，觉得很奇怪，问参军张劭这是怎么回事，张劭说：“如果您没有回来，百姓奔逃溃散还嫌来不及，又怎么能站在那里观望呢？现在当然是不再害怕了。”刘裕对各位将领说：“贼兵如果从新亭直接挺进，那么他们的锋芒就不可阻挡，应该暂且回避一下，是胜是负也就不可推测了。他们如果回到西岸去停泊，这就可以擒获了。”
徐道覆请求从新亭进军白石，然后烧掉战船登陆，分几路进攻刘裕。卢循打算以尽可能保险为目的，对徐道覆说：“我们的大军还没有到，只听见一些风声孟昶便被吓得自杀，根据大趋势来说。敌人自会在几天内崩溃散乱。现在，决定胜负也就是一个早上的事，一味凭侥幸在战场投机取利，既不是一定能战胜敌人的办法，又能损伤我的士卒，我看不如按兵不动，等他们上来。”徐道覆因为卢循疑心太重又缺决断，于是叹息道：“我终将被卢公耽误，事情一定不会成功。如果我能有幸为一位英雄卖命奔波的话，天下早就平定了。”
刘裕登上石头城，遥望卢循的部队，最初看见他们向新亭方向移动，刘裕看看两旁随从，脸色稍变。后来他看见敌军船只回到蔡州停泊下来，这才高兴起来。于是，他调动各路军队转移集中。刘裕恐怕卢循发动突然袭击，所以采用了虞丘进的建议，砍伐树木在石头城和秦淮河口等地全部立起栅栏。同时，他命人尽快整修越城，兴筑查浦、药园、廷尉三座堡垒，都派兵在那里把守。
刘毅战败以后，穿过蛮族和汉族地区，历经艰险，仅仅保住一条活命，跟随他的人连饿带累，十个人中也死了七八个。丙寅（十五日），终于赶回建康，等候定罪。刘裕对他善加鼓励安慰，并让他担任知中外留事。刘毅自己请求贬谪，安帝下诏把他降为后将军。
卢循把伏兵布置在秦淮口南岸，命令一些老弱将士坐船向白石进发，并声称全部大军准备从白石登岸作战。刘裕留下参军沈林子、徐赤特戍守南岸，切断通往查浦的交通，命令他们坚守阵地，不要轻举妄动。刘裕和刘毅、诸葛长民等向北出兵迎击敌军。沈林子说：“贼兵这样说，却不一定真这样做，应该多加防备。”刘裕说：“石头城地势险峻，而且淮口的栅栏很坚固，把你留在后方，足可以守住了。”沈林子是沈穆夫的儿子。
庚辰（二十九日），卢循火烧查浦，进兵到张侯桥。徐赤特准备迎战，沈林子说：“贼兵声言去了白石，却几次来到这里挑战，他们的险恶用心，我们可以猜到。我们的军队人少无法抵敌，不如坚守险要，等待大军回来。”徐赤特却不听从，于是出兵交战，敌兵的伏兵突然出现，徐赤特被打得大败，乘着一条船逃往秦淮河北岸。沈林子及将军刘钟据守栅栏奋力作战，朱龄石又率援军赶来相救，敌军才撤了下去。卢循带着一支精锐部队急进，到达丹阳郡。刘裕率着几路部队立即赶回石头，斩了徐赤特，休息了很长一段时间，才带兵到南塘列开战阵。
六月，东晋任命刘裕为太尉、中书监，加授黄铖。刘裕接受了黄铖，其他的职位却坚决推辞。朝廷又任命车骑中军司马庾悦为江州刺史。庾悦是庾淮的儿子。
东晋叛将司马国和他的弟弟司马叔、司马叔道投奔后秦。后秦国王姚兴说：“刘裕刚刚剿灭了桓玄，辅佐晋朝宗室，你们为什么还要到这里来？”他们回答说：“刘裕削弱王室的力量，我们宗族之中如果有自己发奋成才的人，常常都被刘裕除掉。他这样正是为国家制造祸患，甚至比桓玄还厉害。”姚兴任命司马国为扬州刺史，任命司马叔道为交州刺史。
卢循进犯掠夺了几个县，什么也没抢到，对徐道覆说：“军队出来时间太长，已经疲惫不堪，我看不如回到寻阳，合力攻取荆州，这样，我们占据了三分这二的天下，就可以慢慢地再与建康的东晋政权争强斗胜了。”秋季，七月，庚申（初十），卢循从蔡州向南撤退回寻阳，留下他的部将范崇民带领五千人据守南陵。甲子（十四日），刘裕派遣辅国将军王仲德、广川太守刘钟、河间内史兰陵人蒯恩、中军谘议参军孟怀玉等人带兵追击卢循。
东晋刘裕回到东府，大规模建设水军。他派遣建威将军会稽人孙处、振武将军沈田子率领部众三千人从海上绕道，前去袭击番禺。沈田子是沈林子的哥哥。大家都以为“海上行军艰难遥远，一定要抵达那里是一件很难完成的任务，而且分出现有兵力去进攻广州，也不是当务之急。”刘裕却不听从，命令孙处说：“朝廷的大部队在十二月初一定会打败贼兵，你到那个时候，首先把他们的老窝捣毁，让他们逃跑也无家可归。”
西蜀谯纵派遣侍中谯良等人去到后秦诣见，请求出兵讨伐东晋。谯纵任命桓谦为荆州刺史，任命谯道福为梁州刺史，率领二万人的军队进犯荆州。后秦王姚兴派遣前将军苟林率领骑兵和他们会合。
江陵自从卢循东下之后，便再也没有得到京都建康的消息，因此一群群的强盗蜂涌而起。荆州刺史刘道规派遣司马王镇之率领天门太守檀道济、广武将军彭城人到彦之进兵去救援京都建康。檀道济是檀祗的弟弟。
王镇之到达寻阳，被后秦将军苟林打败。卢循听到了这个消息，任命苟林为南蛮校尉，分出一些兵交给他统辖，让他乘胜讨伐江陵，并声称徐道覆已经攻克了建康。桓谦在路上招集了一些讲究恩义的旧部下，投奔他的达到二万人。桓谦屯扎在枝江，苟林屯扎在江津，这两伙军队交相逼迫，使江陵城中的许多士人百姓在心中都做好了另外的打算。刘道规于是把将士们集合在一起，对他们说：“桓谦现在就在附近，听说先生们很多都有去投靠他的打算，我们这些从东方过来任职的文武官员足以应付各种事变。如果有打算去的人，我绝不禁止。”于是，当夜打开城门，一直到早晨也没有关闭。众人都非常害怕佩服，没有人离去。
雍州刺史鲁宗之率领部众几千人从襄阳赶赴江陵。有人说，鲁宗之的意图还不可预料，但刘道规却单人匹马前去相迎，鲁宗之既感动又高兴。刘道规请鲁宗之留在这里坚守，把他当做心腹之人，自己则统帅几支军队进攻桓谦。那些将领们说：“这次您到很远的地方去讨伐桓谦，能否胜利还很难说定。苟林就在很近的江津，等待着我们的动静，如果他来攻打这座城，鲁宗之也不一定能守住。一旦有什么闪失挫折，那么，我们的情况可就糟了。”刘道规说：“苟林愚蠢懦弱，没什么惊人的计谋，他以为我离开得不远，一定不敢攻城。我这次进攻桓谦，一到那里就可以胜利，就在敌人犹豫不决的时候，我已经回来了。桓谦失败，那么苟林便会被吓破胆了，哪里还有闲心到这里来！况且鲁宗之独自率兵在这里坚守，怎么还不支持几天！”于是他火速进军攻击桓谦，水军、陆军同时发动。桓谦出动了几乎所有的水师船队，用步兵骑兵相配合，在枝江双方会战。檀道济抢先冲锋陷阵，桓谦的军队大败。桓谦坐着一条船逃走去投奔苟林，刘道规追上把他杀了。他们又回军，到达涌口，进攻苟林，苟林逃跑，刘道规派遣谘议参军临淮人刘遵率众人前去追击。当初，桓谦抵达枝江时，江陵的各阶层百姓，都给桓谦写信，告诉他城内的情况，打算在桓谦攻城时做内应。到这时，在桓谦大营搜检到了那些信，刘道规却命令人把信全部烧了，一封也不看，江陵的百姓从此人心非常安定。
江州刺史庾悦任用鄱阳太守虞丘进为前锋，几次打败卢循的部队，开进到豫章据守，切断了卢循的运粮通道。九月，刘遵在巴陵斩杀了苟林。
东晋刘毅坚决要求追击征讨卢循，长史王诞偷偷地对刘裕说：“刘毅既然已经战败，丧失了队伍和权力，就不应该再让他立功了。”刘裕接受了这个建议。冬季，十月，刘裕率领兖州刺史刘藩、宁朔将军檀韶、冠军将军刘敬宣等向南进军攻打卢循，任命刘毅监太尉留府，把后方的杂事全交给了他。癸巳（十四日），刘裕从建康出发。
徐道覆率领三万部众，直指江陵，突然抵达破冢。这时鲁宗之已经回到襄阳，刘道规派人去追赶他，召他回来，已经来不及。因此江陵人心异常震惊恐慌。有人传说卢循已经扫平了京邑，这是派徐道覆来做刺史，但是江、汉地区的各阶层百姓却感激刘道规焚烧书信、不计前嫌的恩德，都不再有二心了。刘道规派刘遵分兵到外地去做为游击部队，自己则在豫章口抵抗徐道覆的进攻，结果，他的前锋部队失利。刘遵这时从外围拦腰横击徐道覆军队，把他们打得大败，杀死一万多人，其余的跳水淹死很多，敌军几乎死光。徐道覆仅坐一条船逃回湓口。当初，刘道规派刘遵去做游击军，众人都认为现在强大的敌人在前，本来担心兵力太少，就不应该再把现在本来就不多的兵力分割，安排在没有用处的地方，等到打败徐道覆之后，全是依靠这支游击军的力量，大家的心中才感到佩服。
东晋辅国将军王仲德等听说刘裕的大部队就要到来，便在南陵进攻范崇民的军队。范崇民的军舰呈夹击长江的形势，屯泊在两岸。十一月，刘钟亲自去侦察敌情，天降大雾，敌人把他的船用铁钩钩住，刘钟于是领着左右随从进攻敌舰的舱门，敌兵只好飞快地把舱门关上挡住他们，刘钟于是从容而回。他与王钟德一起进攻范崇民，范崇民逃跑。
卢循留下镇守广州的军队，不认为海道上会有什么危险。庚戌（初二），孙处等人带兵在海上乘船突然来到，正好赶上大雾迷漫，便从四面围攻广州，当天就攻克了这座城池。孙处安抚那里旧有的居民，杀死了卢循的亲朋党羽，并在这里时刻备战，严密防守。他又分别派遣沈田子等人带兵进攻五岭以南各郡。
刘裕在雷池驻军。卢循扬言不去进攻雷池，而要顺江水直接东下。刘裕知道他打算进行一场决战。十二月，己卯（初一），他带兵进军到大雷。庚辰（初二），卢循、徐道覆统帅几万部众涌满长江，向下游进发，前后都看不见船队的头尾。刘裕出动自己所有的轻型战船，率领几路大军一齐奋力进攻敌人。他又分出一部分步兵骑兵驻扎在长江西岸，事先准备好火攻的用具。刘裕下令用强劲的弩箭射击卢循的军队，配合着大风和水流的情势逼迫敌军。卢循的军队战船只好全部停泊在西岸。这时，岸上埋伏的东晋军队纷纷把火投向敌船，焚烧敌人，顿时浓烟四起，火焰冲天，卢循的部队大败，只好逃回寻阳，他们准备赶到豫章，于是全力在左里路上构筑栅栏等工事。丙申（十八日），刘裕的大部队抵达左里，不能前进。刘裕挥旗指挥军队准备战斗，他所拿的旗竿突然折断，指挥旗落入水中，大家为此感到奇怪和恐惧。刘裕笑着说：“当年，在覆舟山那场战役中，我的指挥旗竿也折断了，现在又是那样，敌人一定失败了。”便突破栅栏路障等向前进军。卢循的军队虽然拼命决战，但是也无法阻挡。卢循坐着一只船逃走，他的部下被杀和被淹死的有一万多人。官军收降了敌军的一些士兵，并宽释了那些被逼参加的人。刘裕又派遣刘藩、孟怀玉带领轻装部队追击逃跑的敌人。卢循收拢逃散的士卒，还有几千人，想直接回番禺。徐道覆逃回始兴固守。刘裕指派建威将军褚裕之代理广州刺史。褚裕之是褚裒的曾孙。刘裕回建康。刘毅讨厌刘穆之，经常对刘裕怂恿说刘穆之的权力太大，刘裕却对刘穆之越加信任亲热。
春季，正月，己未（十二日），刘裕回到建康。
东晋兖州刺史刘藩率领孟怀玉等几位将领追击卢循到达五岭以南。二月，壬午（初五），孟怀玉攻克始兴，杀死了徐道覆。
三月，东晋刘裕开始接受太尉、中书监的职务。他任命刘穆之为太尉司马，任命陈郡人殷景仁为行参军。刘裕问刘穆之说：“孟昶手下的人谁可以到我这里做事？”刘穆之荐举前建威中兵参军谢晦。谢晦是谢安的哥哥谢据的曾孙。刘裕便命他为参军。刘裕曾经亲自去审问囚犯，那天早晨，恰好刑狱参军有病，便让谢晦去顶替。谢晦在车中，只把各种诉状口供看了一遍，催促令立刻就能下达。宰相府的杂事繁多，讼案更是堆积了很多，谢晦随着询问便进行安排分辨，从没有发生过错误。刘裕因此认为他是一个奇才，当天便调他任刑狱贼曹。谢晦风度优美，善于言谈逗趣，见多识广，刘裕对他非常欣赏喜爱。
卢循在撤退的过程中收集残兵败将，来到番禺，于是把番禺包围，孙处在那里抵抗坚守了二十多天。沈田子对刘藩说：“番禺城池虽然险要坚固，但是却本来就是敌兵的老窝，现在被卢循围困着，或许城里会出现变乱。况且孙处的军队少，力量弱，不可能坚持太久，如果让这些贼兵回来占据了广州，那么他们的凶恶势力就要重振了。”夏季，四月，沈田子带兵去援救番禺，进攻卢循，并把他打败，杀死一万多人。卢循逃跑，沈田子与孙处一起去追击他，又在苍梧、郁林、宁浦等地几次打败卢循。正巧此时孙处病倒，大军不能继续前进，卢循乘机投奔交州。
当初，九真太守李逊起兵叛乱，交州刺史交趾人杜瑗前去讨伐，并把他斩杀。杜瑗去世，朝廷任命他的儿子杜慧度为交州刺史。诏书还没有到达，卢循已经攻占了合浦，一直奔向交州。杜慧度率领州府的文武官员在石迎击卢循，把他打败。卢循剩下的残兵还三千人，李逊的余党李脱等人也结集俚獠族人五千多响应卢循。庚子（二十四日），卢循早晨到达龙编南面的渡口，杜慧度把自己家的财产全部散发给军士们做奖赏，与卢循展开决战。杜慧度军队投掷许多雉尾炬，用来焚烧对方的战舰，又用步兵在两岸开弓射箭进攻敌人，卢循军队的那些船全部着火，部众彻底溃散。卢循知道自己这次难免一死，于是先用毒酒毒死妻子，然后把那些歌妓、小妾等召集在一起问道：“你们谁能跟我一起死？”这些人都说：“即使是一只麻雀、一个老鼠也都贪生，跟你一起死，实在太难。”但也有的说：“您都要死了，我怎能愿意再活下去！”卢循于是把那些不愿死的全部杀掉，随后自己也投水自杀。杜慧度把他的尸体涝上来，割下人头，再加上他父亲、儿子以及李脱等共七颗人头，装在木盒中，送往都城建康。
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