乾元十年夏刘裕东征，讨伐卢循。

是年冬刘裕败卢循军于东阳（治长山，今浙江金华）。卢循逃往永嘉，再为刘裕追败，部将张士道也被杀。刘裕一路追击至晋安，卢循渡海南逃。

刘裕因功被加封为彭城内史。

乾元十一年：

以尚书令司马元显为骠骑大将军、征讨大都督、都督十八州诸军事，加黄钺，又以镇北将军刘牢之为前锋都督，前将军谯王尚之为后部，因大赦，改元，内外戒严；加会稽王道子太傅。

江东地区遭受孙恩叛乱，接连闹起饥荒，水路漕运断绝，粮草输送不上。桓玄封锁整条长江航道，水上商路全部中断，朝廷与地方府库全都物资枯竭，军中士兵只能用麸皮、橡子充饥。

桓玄认为东晋朝廷眼下内外忧患缠身，定然没有余力出兵讨伐自己，正好借机积蓄兵力，观望时局变化。

等到朝廷讨伐他的大军即将出发时，桓玄堂兄、太傅长史桓石生偷偷写信把消息告知桓玄。桓玄得知后十分惊慌，打算收拢全部兵力固守江陵。

长史卞范之劝他说：“主公威名震慑远近，司马元显不过是个乳臭未干的少年，刘牢之早已失去人心。我们若是率军直逼京城近郊，向朝野摆明利害，东晋百官百姓定会立刻土崩瓦解，用不了多久就能拿下建康。怎能主动等着敌军打到境内，让自己陷入绝境呢？”

桓玄采纳了他的计策，留下桓伟镇守江陵，一面上奏朝廷、一面传布檄文，逐条罗列司马元显的罪状，亲自领兵顺江东下。

骠骑大将军司马元显率军西讨桓玄，桓玄也率荆楚大军南攻司马元显。司马元显派刘牢之抵御，刘裕也随军前往。

刘牢之率部到达溧州（今江苏溧阳）时，遭遇桓玄所部，刘裕请求发起攻击，未得同意。

刘牢之打算派刘敬宣到桓玄营中讲和，遭到刘裕与刘牢之的外甥何无忌联袂坚决谏阻，刘牢之不听。桓玄攻入建康（今江苏南京），杀司马元显，收夺刘牢之兵权，以其堂兄桓修代之。

刘牢之惧祸而逃，后自缢身亡。