桓温向朝廷告状，顺利排挤了殷浩，朝中大权尽归他手。这时候前燕已经消灭冉魏，夺取了中原，气势正盛，桓温认为应该避开前燕，于是决定首先北伐前秦，朝廷批准。

永和十年（354）二月十一日，征西大将军桓温统率四万兵马浩浩****从江陵出发。水军经襄阳，穿均口，抵达南乡；步兵从淅川直奔武关。

桓温派兵攻打上洛，活捉了前秦荆州刺史郭敬，后又攻破青泥。同时命凉州刺史司马勋从子午谷出兵北上伐秦，司马勋攻取了前秦西部的土地。前凉也前来支援晋，派秦州刺史王擢攻打陈仓。

苻健早知桓温威名，听说桓温来攻，迅速准备防御。他首先命人收割了地里的麦子，坚壁清野，然后派太子苻苌、丞相苻雄、淮南王苻生、平昌王苻菁、北平王苻硕等率领五万大军在峣关集合，可以说精锐尽出，去抵挡桓温大军。

四月二十日，桓温的主力部队到达蓝田，与前秦军展开厮杀。苻生力大无穷，单枪匹马冲入桓温军队，杀进杀出十几次。桓温部将应诞、刘泓尽被杀死，晋军损兵折将，损失惨重。但晋军不甘示弱，将士们奋勇拼杀，桓温也亲自带兵冲杀，前秦军终于不敌，被打得大败。

打仗亲兄弟，上阵父子兵。桓温取得胜利，他的弟弟桓冲在白鹿原也击败了前秦猛将苻雄。随后，桓温转战前进，于四月二十五日抵达灞上。

太子苻苌退守城南，苻健则和六千老弱残兵守卫长安小城。苻健把城内仅有的三万精锐兵士全数派出，交给大司马雷弱儿率领，让他与苻苌等合兵一处，共同抵抗晋军。

关中郡县迫于桓温威势，纷纷来降。桓温让他们不要慌张，说自己只是讨伐逆贼，和老百姓无关，让他们安心生产。老百姓们有的带酒，有的拿肉，纷纷出来迎接、慰劳桓温军队，有些老年人很久没有看到晋朝的军队了，他们老泪纵横，叹道：“想不到我们有生之年还能再见到王师！”桓温看到这场面也很激动，不断向大家施礼道谢。

有一天，桓温正在大帐中对着地图研究进军方略，下人来报，说有人求见，桓温也是爱才之人，便命让那人进来。没一会儿有人进来，只见他身穿褐色服装，身材魁梧，相貌英俊，面对手握重兵的桓温也气定神闲，只是估计很久没有洗澡了，一身的馊味。来人自我介绍说，他叫王猛。

这是中国历史上一个响当当的人物。王猛，字景略，是北海郡人，住在魏郡，从小家庭贫苦，以卖簸箕为生。有一次他到洛阳卖簸箕，有个人说要以高价买他的簸箕，但身上没有带钱，让王猛跟他去家里取。听说有好价钱，王猛自然跟着他走了。两人走着走着就到了深山之中，只见迎面一个胡须皆白的老者盘坐在一张小**，旁边站了十几个人。有一个人向老者引见王猛，不想老者抬手说道：“王公不必多礼！”然后用十倍于原价的价格买下了簸箕，还派人送王猛下山。王猛出山后，回头一看，才发现原来这里是嵩山！

王猛胸怀大志，熟读兵书战策。他隐居于华山等待时机，这次听说桓温入关，觉得机会来了，便出山前来见他。

王猛见到桓温后，旁若无人，侃侃而谈，纵论天下时事，一边说，一边不时伸手捉住身上的虱子掐死。

桓温听他一席话，又见他的举动，觉得他是个奇才，于是问他道：“我奉天子之命，统率十万精兵，仗义讨逆，为百姓铲除残贼，但三秦的豪杰为什么不来归附呢？”

王猛抖抖衣袖，呵呵一笑，道：“明公不远数千里深入敌境，长安近在咫尺却不渡灞水，百姓不了解您的真正意图，所以豪杰之士不来。”

此话正说中桓温的心思，他听了沉默不语，半晌后缓缓说道：“江东没人能和你相比！”于是暂时任王猛为军谋祭酒。

桓温与苻雄等在白鹿原交战，这次晋军失利，死亡一万多人。又逢军粮接济不上，于是在六月一日，桓温开始撤退，并强制关中三千多户人家随行。

桓温任命王猛为高官督护，想让他和自己一起回江东。王猛拿不定主意，回山去请教老师，老师对他说道：“你和桓温不能并存，在此地自可富贵，何必远行！”于是王猛留了下来，桓温也尊重他的选择，没有强行带他走。

苻苌率军尾随桓温，不时前来袭扰。桓温军士气低落，屡战屡败，等到抵达潼关的时候，已经又损失了将近万人。

但和桓温打这一仗，也让前秦损失惨重。永和十年（354）六月二十日，苻雄受伤去世，苻健为此哭得吐血，说道：“这是老天不让我平定四海吗？为何这么快把元才（苻雄的字）夺走？”他追封苻雄为魏王，给他举行了高规格的葬礼。苻雄的次子苻坚继承了爵位。

不久，前秦太子苻苌也被流箭射中，久治不愈，最终于本年十月去世。