之后，司马道子顺理成章的认为万事大吉，以一种高枕无忧的心态，开始了骄奢淫逸的生活，也日渐放松了对于荆州方向的防范。

直到公元402年，司马道子的儿子，时年二十岁的司马元显察觉情况不对，才遂以骠骑大将军、都督十八州诸军事的身份，兴兵讨伐已经暗中发展壮大，甚至严重威胁司马皇族地位的南郡公桓玄。

此役，建康军与北府军联手，水陆合计十七万兵马，大小战舰两千四百余艘，并任命征西将军、北府大统领刘牢之为前锋都督，逆流而上，向桓玄的荆州军发动进攻。

桓玄不惧强敌来犯，亲自披挂迎战，在姑孰击败并俘虏了朝廷大将司马尚之，同时指挥庞大的水师舰队封锁长江，成功阻断朝廷联军的粮道。

眼看掌握了整个战场的主动权，桓玄又派遣亲信荀雯作为密使，潜入敌营策反刘牢之。

著名的墙头草刘牢之，在大军粮草断绝和桓玄许以厚利的双重因素作用下，再次展现出其首鼠两端、投机反复的风格，于阵前倒戈，投靠在了桓玄旗下，并掉过头来对司马元显发动突然袭击。

由于猝不及防，本身又缺乏足够的指挥能力，年轻的司马元显终究不是桓玄的对手，大军一溃千里，最后竟然还把东晋都城建康也丢在了荆州军的手中。

桓玄率领大军入城之后，雷霆霹雳般的接掌了朝堂大权，并且直接派兵抓捕了司马元显，以谋逆罪将其处死。

而对于自己的老对手——会稽王司马道子，桓玄表面上保持了起码的礼遇，可是心中却始终没有忘记当年对方在酒宴上羞辱父亲桓温和自己的仇恨。没过多久，他便找个借口把司马道子流放到了安成郡，并暗中指使御史杜竹林，用毒酒害死了这位年仅三十九的会稽王。

“墙头草”刘牢之同样也没能得到好下场。桓玄在顺利执掌朝堂后，明升暗降的剥夺了他一切兵权，改任其为征东将军兼会稽太守。眼看着部下日渐离散，加官进爵的好梦完全落空，刘牢之悔恨难当，最终选择用自缢的方式，结束了生命。

相较刘牢之悲惨结局而言，同样身为北府将领的刘裕，却走上了另外一条人生轨迹。

司马元显讨伐桓玄的时候，刘裕当时正随同刘牢之率领的北府兵，在前线与荆州军对峙。主将突然倒戈投降，他作为部下无可奈何，只好跟着一起改旗易帜。

不过，在一众投降过来的北府将军之中，刘裕是唯一一个真正受到了桓玄青睐重视的人。

这其中的原因也非常简单，他是当初追随赵亮，护送桓玄平安返回荆州的大功臣之一。

所以，在年轻的南郡公看来，刘裕不仅是自己的恩人和朋友，也是北府军中唯一可以信赖的将领。于是，桓玄连续几次给刘裕晋升官职，并且将越来越多的兵力交给他来指挥。