公元404年二月二十七日，劉裕等人在京口、廣陵、歷陽、建康四地同時宣佈起義。
京口這時屬於桓脩掌控，劉裕在這天早上城門還沒開的時候讓何無忌等人假裝宣讀詔書，穿著正裝在等候入城。
等到城門一開，何無忌等人就說有詔書宣佈，馬上一擁而上。城內的一些官員看到這些穿西裝打領帶的人個個凶神惡煞，以為是搶劫犯斧頭幫的，趕忙四散逃跑。何無忌等人一路直往桓脩辦公室去。桓脩還在刷牙洗臉呢，啥事不知道，就被衝進來的何無忌等人剁了。京口宣佈拿下。
廣陵是桓弘的駐地。孟昶假裝說天氣不錯，可以去打獵。在二十七日一早就把城門打開，說打獵需趁早。等到一批打獵的人出去後，孟昶、劉道規、劉毅等就帶著五六十人，跟流氓地痞那樣衝進城裡了。
而桓弘還在吃早餐，喝著白粥暖身子。結果孟昶等人就來了。最後的早餐還沒吃完，桓弘就昇天了。廣陵也告破。
但是建康和歷陽這兩個城的起義，就不順利了。
歷陽的諸葛長民剛準備起兵，就被刁逵抓了，歷陽起義宣告失敗。
而最為有趣的就是建康的起義。劉毅的哥哥劉邁和幾個同夥原本是作為建康內應的。但是在起義前天卻臨陣退縮了。
這天劉裕派周安穆來通風報信，說該怎樣怎樣。結果劉邁這人一邊聽就一邊抖，弄得房子都在晃。周安穆還以為地震了，抬頭一看，劉邁臉色煞白，明顯就是怕了。周安穆當即就覺得可能要涼涼，於是就說家裡還在煲湯，馬上騎馬溜了。
劉邁本來就害怕了，結果當晚桓玄又寫了信給他，本來是讓他去地方任職的，但是桓玄在信裡多說了這樣一句：北府兵人心如何？你最近看劉裕有說些啥嗎？
其實這句話並沒有啥問題，只要你淡定，微微一笑就可以知道桓玄是問問的。但是劉邁這邊還沒抖完，那邊就看到桓玄的信了，以為桓玄知道了起兵的事。嚇得他馬上做了最壞的決定，就是去——告密。
小編真的不知道為啥選告密，你和人商量了起義的事了，按理說已經是一條船上的人了。但是你又告密，不單只是害了別人，自己的結果肯定也不會好到哪去。這時劉邁最應該做的，就是迷惑桓玄，然後趕緊行事，哪怕逃跑也比告密來的好。
劉邁不知道衡量輕重，第二天就去跟桓玄告密了。桓玄先是震驚，然後就把建康的內應全都殺了。劉邁被桓玄暫時升官，但僅僅隔了一天，桓玄就說劉邁竟然放走了周安穆，把劉邁也剁了（看吧，這下好了）。
建康失敗了，劉裕只好率軍出擊，發兵前至竹裡（江蘇句容）。
桓玄一看劉裕出動了，馬上加封桓謙為征討都督，自己就想著堅守不出（跟當時起兵反對司馬元顯時表現一樣），打算在覆舟山（今天南京九華山公園）等劉裕來。
桓謙一看桓玄這舉動，就是喪失戰爭主動權，馬上勸桓玄要主動出擊，現在自己才是皇帝，是討伐逆賊，害怕就不行了。
桓玄於是派出吳甫之和皇甫敷去迎戰劉裕，同時放了許多囚犯出來，說是大赦天下，想著招攬亡命徒。
今天覆舟山
公元404年三月，劉裕在江乘遇到了吳甫之。劉裕打仗就喜歡身先士卒，之前平定孫恩的時候就敢追人家幾千人砍。現在遇到吳甫之，劉裕根本不慫，手拿長刀、騎著馬大聲呼喊就上了。一刀斬吳甫之於馬下。
首戰告捷的劉裕乘勢到了羅落橋。皇甫敷在這裡等候多時，一戰把檀憑之殺了，穩住了桓玄的軍隊。
劉裕見這小子可以，更加興奮，下令強攻，皇甫敷沒見過這麼不要命的，戰敗被殺。劉裕趁勢前進，目標覆舟山。
桓玄這下可謂慫了，他一面讓卞範之守住覆舟山，一面讓桓謙守住東陵，自己就搞起了巫術，讓巫師詛咒劉裕等人，想著這樣擊敗他（呃，這，我該說啥好呢）。
巫術詛咒就進行了，桓玄還問別人：朕是不是要失敗？
曹靖之這下不知道吃了什麼豹子膽，竟然回答說：現在人神共怒，我怕是不妥了。
桓玄：人怨怒我知道，為何神還怨怒我啊？你給我解釋解釋。
曹靖之：拆毀了晉室的宗廟，而自己卻不供奉祖先，隻立了父親一個，這就是他們憤怒的原因了。
桓玄：這，你為什麼不早說。
曹靖之：之前全都是拍馬屁的說你怎麼厲害，我實在不敢說。
桓玄這下又氣又怕，但是又無能為力。
劉裕來覆舟山的時候，手下才幾千人，而桓玄有兩萬大軍。硬碰硬的話，桓玄並不怕的。但是劉裕有計謀，他下令讓軍隊的所有老弱病殘登上覆舟山東邊，全都穿上披風（樣子很酷），手裡拿著旗幟，一邊揮舞一邊前進。
桓玄的斥候前來探報，一看紅旗招展，鑼鼓喧天，人山人海，馬上跑回去彙報：劉裕兵馬漫山遍野，不知道有多少人。
桓玄一聽，當時就不得不服了，腳軟讓幾個人扶著。同時下令讓人支援覆舟山。
劉裕可不怕對方人多，拿著大刀就衝在前面，士兵們見大佬都這樣了，也跟著一起進攻。而這時又颳起了東北風，劉裕正好在上風口，當即下令放火。桓謙等一戰潰敗。
覆舟山一戰後，桓玄已經沒辦法守住建康了。但是他嘴上卻大喊：我要和劉裕決戰，不死不休。
但是剛說完決戰，當晚就帶著自己幾個兒子乘船溜了，腳底抹油，走的比誰都快（說就天下無敵，做就有心無力）。
建康就此被拿下，劉裕讓司馬遵掌管朝政，宣佈恢復晉室。
四月，劉裕被起義的人推舉為盟主，掌控了東晉的實際權力。
桓玄雖然丟了建康，但是皇帝還在自己手裡，因為他登基後，把皇帝放在尋陽當平固王。跑出建康後，桓玄馬上往尋陽趕，那裡還是自己的地盤。
這時郭昶之給他提供了軍隊，桓玄收拾東西，帶著皇帝（晉安帝），往老巢江陵去了，還下令百官都要隨行，不得離開。
到了江陵後，桓玄還集結了兩萬多人，還有水軍，架勢看上去還是可以的。但是桓玄這時的想法卻十分怪了。
首先他不是想怎麼破敵，而是把重點放在了修自己的起居注上，還要人說這不是自己的錯，是官員們的問題，才導致他的失敗。
接著就是懷疑別人會背叛他，一看到別人有啥舉動，不管是逃跑的、裡通國外的要殺頭，就連隨地扔垃圾，上班遲到的也要殺頭。這一下，人心思變已經是無法挽回了。
劉裕可不會放虎歸山，看到桓玄逃了，立馬下令追擊。何無忌擊敗何澹之，拿下湓口，進而攻下尋陽。這時劉毅和何無忌合兵，目標直指江陵。
桓玄一看這來的那麼快，不能等了，帶著二百艘戰船就出擊，想著和何無忌等決戰（早幹嘛去了）。
公元404年五月，桓玄和劉毅等在崢嶸洲相遇，準備決戰。但是桓玄內心早都想逃了。在率軍出發的時候，他就讓徐放去和劉裕講和，說只要劉裕退兵，就他平分天下，絕不反悔。但是徐放說：劉裕是主謀，劉毅的哥哥被你殺了，我看他們應該不會和談，我只能將信給何無忌了。（這，人心沒了，都想跳槽了）
沒辦法的桓玄只好和劉毅等決戰。雙方這時的兵力，劉毅也才幾千人，桓玄依舊兵力佔優。但是桓玄又展現出他十足笨蛋的行為，他竟然預演逃跑的方法，讓士兵們實在看不下去，完全失去鬥志。
而劉毅趁著大風馬上發動了進攻，桓玄一看人家來了，馬上就燒燬輜重逃跑，帶著皇帝就回江陵了。
五月二十三日，桓玄回江陵，馮該看到還有機會，就勸說再次決戰，說不定還有機會。但是桓玄怎麼都不肯，收拾東西說留得青山在不怕沒柴燒。打定心思要逃了。
五月二十四日，聽說桓玄要走了，江陵大亂，大夥都想著大難臨頭各自飛。桓玄也不管那麼多，帶著幾百人就跑。
剛到城門口，他的手下就想著刺殺他，結果被桓玄躲過，一路艱險才上船。
已經窮途末路的桓玄不知去哪，這時一個叫毛修之的說可以去蜀中，桓玄一時沒有選擇，只好答應，結果就此把性命丟了。
五月二十六日，桓玄到了枚回洲，看到了毛修之的侄子毛佑之。毛佑之看到桓玄，馬上下令放箭。桓玄兩個手下以身擋箭，結果都身中幾十箭喪命。而即使有人擋，桓玄還是中箭了，兒子桓升只能幫他拔箭。
益州都護馮遷看桓玄已經不能逃了，拿著鋼刀就跳上船。桓玄中箭不起，看到馮遷拿刀過來，一邊拿頭上的玉簪一邊說：你是誰啊，竟敢殺當朝天子。
馮該看桓玄都這樣了，還嘴硬，就回了句：我就是殺天子的賊臣。說完，手起刀落，把桓玄了結了。這位篡位的桓玄，就這樣死在了馮遷手上，年僅36歲。他的手下等也悉數被殺。桓玄的楚國，就這樣煙消雲散，僅僅存在了80天。
桓玄死後，他的弟弟桓謙暗中舉哀，上了諡號：武悼皇帝。
當時有一首童謠，唱的是這樣的：長干巷，巷長幹。今年殺郎君，後年殺諸桓。（郎君指的是司馬元顯）把桓玄的事情就這樣唱出來了。
劉毅看到桓玄的屍體後，把他的頭顱送到了建康，掛在大橋上，百姓們拍手稱快（桓玄失敗是桓玄自己選的）。
劉裕得勢後繼續進攻桓氏殘餘勢力，並在之後幾年，先後平定了各方，徹底掌控了東晉。
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