姚兴去世，后秦发生内乱，关中**，刘裕大喜，认为这是夺取关中、收复失地的好机会。义熙十二年（416）三月，刘裕向朝廷上表，要求北伐后秦。朝廷任命刘裕为中外大都督，兼司、豫二州刺史，任命刘裕的长子刘义符为徐、兖二州刺史。琅琊王司马德文要求打前站，先到洛阳去整修皇家陵墓，刘裕同意了。

大军将要出征，恰巧这时候宁州刺史派人给刘裕送来了一个琥珀枕头。琥珀枕头可以促进血液循环，增进睡眠质量，同时琥珀又能散瘀止血，是很好的医治刀伤的药材，刘裕便没有独享，而是命人把琥珀枕头弄碎，分发给各位将士，让他们战时使用。

刘裕任命刘义符为中军将军、监太尉留府事，刘穆之为左仆射，兼任监军、中军二府军司，入住东府，总理朝中事务，太尉左司马徐羡之为刘穆之的副手。命左将军朱龄石负责宫中的安全保卫工作，徐州刺史刘怀慎守卫京师，扬州别驾从事史张裕任留州事。

刘穆之处理实际工作的能力非常强，往往能化繁为简，在谈笑中就能批阅文件，而且不会出现错误。他高效率地处理完公务，还能利用闲暇时间读书练字，甚至校订文书中的错误。刘穆之年轻时穷得没饭吃，对此他刻骨铭心，现在有条件了，每次吃饭的时候都喜欢摆个大桌子，邀十几个人一同用餐。

义熙十二年（416）八月十二日，刘裕率大军从建康启程。他命龙骧将军王镇恶、冠军将军檀道济率步兵从淮淝攻打许昌、洛阳，新野太守朱超石、宁朔将军胡藩攻打阳城，振武将军沈田子、建威将军傅弘之攻打武关，建武将军沈林子、彭城内史刘遵考率水军攻打石门，从汴水入黄河。又命冀州刺史王仲德率前锋部队疏通钜野泽（当年桓温挖的），使之可以入黄河。刘穆之对王镇恶说道：“元帅对你的期望很高，你要不负所望！”王镇恶说道：“不收复关中，誓不回来！”

刘裕率军抵达彭城，朝廷又任命他兼任徐州刺史，任命王玄谟为从事史（参谋官）。

王镇恶、檀道济率军进入后秦领土，他们势如破竹，连连告捷。慑于晋军的强大威势，后秦将领王苟生献出漆丘，投降了王镇恶，徐州刺史姚掌也献出项城，投降了檀道济，其他的郡县也纷纷投降。新蔡太守董遵不识时务，不肯投降，被檀道济率军打败，杀掉了。晋军继续推进，又攻陷了许昌，生擒颍川太守姚垣及大将杨业。

沈林子率军从汴水进入黄河，董神虎率一千多民众前来投靠，他们一起攻克了仓垣，后秦兖州刺史韦华投降，这时候董神虎却擅自离开部队，沈林子把他抓获后斩首。

大军压境，后秦内部一片慌乱，东平公姚绍建议道：“我们不如放弃安定，把人口迁往京畿地区，从中挑选精兵。如果我们两线作战，兵力分散，如何能应对得了？事情紧急，请陛下尽快决定。”

左仆射梁喜说道：“齐公姚恢威名远播，有他镇守安定，赫连勃勃肯定无法攻克，如果放弃安定，赫连勃勃就会继续向国内推进。现在，我们的兵马足以对抗晋国，我们不应该削弱安定防线。”

姚泓觉得梁喜的话很有道理，同意他的意见。

王仲德率水军进入黄河，逼近滑台。这时候的滑台属于北魏，北魏兖州刺史尉建以为王仲德是来夺取滑台的，被吓破了胆，弃城而逃，王仲德也就趁机率军进入城中。拓跋嗣得到报告，派叔孙建、公孙表率军渡过黄河南下，尉建过来投奔，他们杀死了尉建，把尸体丢进黄河。拓跋嗣派叔孙建质问刘裕为什么入侵，刘裕赶忙道歉：“我们只不过是想收复故都，祭扫先帝陵墓，希望贵国借路一用，绝不敢对贵国有不利行动。”拓跋嗣仍不放心，派大将于栗磾在黄河岸边修筑营垒，防备晋军。

后秦的阳城和荥阳又投降了沈林子和朱超石，晋军进逼成皋。这时候防守洛阳的后秦将领为征南将军陈留公姚洸，他急忙派人向姚泓求救，姚泓命越骑校尉阎生率三千铁骑、武卫将军姚益男率一万步兵前去救援，又命并州牧姚懿南下驻军陕津，作为后援。

檀道济有勇有谋，之前他用重金收买了姚洸的司马姚禹，让他作为内应，见机行事。此时，后秦的宁朔将军赵玄对姚洸说道：“如今晋军声势浩大，我们势单力孤，我认为上策是严守金墉城，等待援军。”姚禹不同意，他对姚洸说道：“将军是一方大员，谋略超人，如果守城不出，恐怕朝廷会怪罪下来。”姚洸一听，认为姚禹说得太对了，自己不能做缩头乌龟，于是派赵玄率领一千人马南下驻守柏谷坞，广武将军石无讳东下防守巩城。赵玄都急哭了，但也无济于事。

成皋、虎牢的守将相继投降了晋军，檀道济**，石无讳走到半路，吓得又跑了回去。晋龙骧司马毛德祖和赵玄在柏谷坞大战，赵玄不敌，身中十多刀，大叫一声跌落马下。赵玄的司马蹇鉴冒死护住他，让他快走，赵玄说道：“我已经走不了了，你快走吧！”蹇鉴哭着说道：“你不走，我也不能独活！”这时候晋军一拥而上，把他们都杀死了。

姚禹趁夜翻过城墙，前去投奔檀道济。十月二十日，檀道济率大军来到洛阳城下，姚洸一看这仗没法打了，便出城投降了檀道济。檀道济的手下抓获了四千多个羌人，有将军建议应该把他们全部坑杀，然后建起骷髅台，檀道济说道：“不能这么鲁莽，目前需要安抚他们，争取人心，为获得更大的胜利做准备。”于是把他们全部放走了。见此情况，附近不少胡人和汉人都来归降。

阎生和姚益男走到半路，听说洛阳已经被晋军攻破，不敢再前行。

听说洛阳被收复，建康的满朝文武都激动地流下了热泪，司马德宗下令，命司空高密王司马恢之代表朝廷，前去洛阳整修并祭拜皇家陵墓。刘裕命冠军将军毛脩之为河南、河内二郡太守，镇守洛阳。

刘裕一边打仗收复失地，一边也没有忘记加快篡位的步伐。他派左长史王弘回到建康，暗示朝廷，应该给刘裕加九锡。这时候，在朝中处理留守事务的是刘穆之，他此时明白了，自己虽然受到刘裕的重视和重用，但还不是刘裕的心腹，加九锡这样的事情刘裕不会交给他做，而是要假手他人。刘穆之感到非常失落，非常苦闷，竟然生病卧床了。

十二月二十九日，安帝司马德宗下诏，任命刘裕为相国、扬州牧，总领百官，封宋公，采邑十个郡，加九锡，位次在各位诸侯王之上，原任官职一律保留。刘裕假意推辞不受。

大敌当前，后秦内部又出了问题。并州牧姚懿的司马孙畅劝说他杀到长安，处死东平公姚绍，废黜姚泓，然后自己称帝。姚懿一听大喜，立即把仓库里的粮食发给百姓，笼络人心。左常侍张敞、侍郎左雅却劝姚懿道：“殿下是圣上的亲弟弟，而且现在大敌当前，城池沦陷，朝廷危如累卵，您不能这么做。”姚懿一听暴怒，命人用鞭子把他们打死了。

姚泓得到禀告，找姚绍商议对策，姚绍说道：“这一定是孙畅的主意，现在应该立即征召孙畅，然后派抚军将军姚赞驻守陕城。我会去潼关指挥，如果孙畅前来，就命姚懿率军抵抗晋军，如果孙畅不来，你就派兵讨伐他们。”姚泓同意，道：“就按叔叔说的做。”于是他派姚赞和冠军将军司马国璠、建议将军虵（shé）玄驻守陕津，武卫将军驻守潼关。

孙畅接到诏令，根本没理，继续鼓动姚懿自称皇帝，还向各州郡发布了文告，意图争取支持者。姚懿准备调用匈奴堡的粮食，但守卫匈奴堡的宁东将军姚成都予以拒绝。姚懿很生气，派骁骑将军王国带领几百勇士进攻匈奴堡，结果都被姚成都生擒。

接到姚懿文告的不少，但只有临晋数千人响应他，姚成都便率军攻打临晋，攻破了城池。这时候，蒲阪的百姓过纯率领数人拿起武器，包围了姚懿府，把他困在府中，姚绍趁机率军进入蒲阪，擒获了姚懿，诛杀了孙畅等人。

义熙十三年（417）正月，面对危局，姚泓束手无策，和众文武以泪相对。这时候又出乱子了，征北将军齐公姚恢率三万多人起兵从北雍州出发，兵发长安，声称要清君侧，杨威将军姜纪也率军投降了姚恢。姚恢击败镇西将军姚谌，攻克了郿城，一时间长安城内人心惶惶。姚泓派人骑快马召姚绍回军救援京师，另派姚裕及辅国将军胡翼度驻防沣水。扶风太守姚儁也投降了姚恢。

姚绍紧急回师，和姚恢军在灵台对峙。姚赞也率主力回援京师，命宁朔将军尹雅为弘农郡太守，防守潼关。看到朝廷军队势大，姚恢的大将齐黄投降。姚恢被姚绍和姚赞夹击，大败，他和他的三个弟弟都被杀死。