但是王恭却不以为然，他认为何澹和刘牢之有矛盾，这正是何澹借机报复而已。不但不防备，反而却设酒款待刘牢之，还当众拜其为大哥，并将手下精兵都交给刘牢之指挥，命其为前锋。
刘牢之掌握重兵，兵到竹里后，举行兵变，杀死王恭的心腹，宣布投降朝廷。在军事上，派儿子刘敬宣和东莞太守高雅之进攻王恭。当时毫无戒备的王恭正在京口（今江苏镇江）出城打算阅兵，突然被刘敬宣截击，部众立刻溃散。
王恭打算返回城内时，又发现城门已被高雅之关上，只有骑马逃向曲阿（今江苏丹阳市）。然而事不凑巧，大腿内侧长了个疮，一骑上马，立刻被硌得生疼。好不容易遇到了过去的故吏，他打算乘船送王恭到桓玄那里去，船到长湖时，因被人告发而被捕。
王恭被押送建康后，同年九月被斩。临受刑时，他还吟诵佛经，自己理顺胡须鬓发，毫无惧色，对监刑者说：“我王恭愚昧无知，过于相信他人，才有今日败局。但我的内心，岂是不忠于国家社稷！百代之后，人们是知道我王恭这个人的。”
王恭的子弟和党羽都被处死，死后被抄家，官兵发现家里没有钱财和布帛，惟有书籍而已。原来这个王恭属于清官，家境贫寒，民众闻知，无不感慨唏嘘。
王恭兵败后，荆州的军队还在和朝廷的军队对峙。司马道子故伎重演，又想在殷仲堪、桓玄、杨佺期之间使用离奸计。他派人告诉桓玄，将他提升为江州刺史，杨佺期为雍州刺史，而殷仲堪呢，贬为广州刺史。
这提二人，贬一人的计策，殷仲堪知道了，可把他气得不轻，命令桓玄和杨佺期全力进攻建康。桓玄知道朝廷有意把自己提升为江州刺史后，心里却是颇为得意，总算有了出头之日，但又怕司马道子说话不算话。
殷仲堪从弟弟口中得知，杨佺期也决定受命，感觉到自己的阵营里并非是上下同心，三个人三个心眼，打是看来不能打了，只好命令撤退。看来，司马道子父子的计策算是得逞了。
桓玄退兵撤到寻阳（今江西九江），追上了殷仲堪，不再后退。殷仲堪这时候最为倒霉，荆州刺史丢了，只能倚仗桓玄为援。杨佺期也不怎么样，雍州刺史没当上，还把朝廷得罪了。三个人彼此都感觉到受了司马父子的捉弄，同命相怜，惺惺相惜，只能借着原来的力量再联合起来。
谁为盟主呢？桓玄凭着父亲、叔叔的力量，过去在荆州势力最大，也只有推举桓玄为盟主，才好重振基业。当然，皆不受朝廷命令。
朝廷也挺尴尬的，桓玄他们几乎从晋国的版图上分裂出去，要是剿灭的话，众臣畏惧，国家哪里还有力量。要是放任自流，岂不是国不成国，方镇不成方镇。没有别的办法，只有招安，并让殷仲堪复任荆州刺史，请求和解。
这样，一场举国震动的灾难才算平息，殷仲堪他们返回原地。
在这期间，朝廷全力对付孙恩叛乱。自从401年二月，孙恩第三次登陆，被叶枫、刘牢之、刘裕打败后。于三月，转攻海盐（今浙江嘉兴市下辖县），但白天攻城遭刘裕击退，夜间试图进攻又被刘裕设计击败。孙恩于是转攻袁山松守卫的沪渎。
五月，孙恩攻破沪渎并杀了袁山松，又从海路进至京口，意图从此处进军，妄图进攻京师建康。哪知刘裕军队势不可挡，追孙恩到丹徒，以少胜多，大批孙恩部众坠海或坠崖。以后孙恩又打了几仗，但是败多胜少，再次逃入海中。
元兴元年（402年）二月，孙恩叛乱的战事稍微缓解，司马元显认为讨伐桓玄的机会来了，下令进攻江陵。然而，晋军的主力北府兵正在对阵孙恩，哪有军力来对付桓玄，可见司马道子这个人，虽然握有朝廷重权，实际是个臭棋篓子。
桓玄得到内线的密报，心里有些害怕，想坚守江陵。不过长史卞范之对桓玄说：“主公呀，现在朝廷的兵力都被孙恩牵扯，哪有精力来对付你。如果一旦孙恩剿灭，主公的好日子就到头了。不如趁现在建康空虚，主公出兵东下，以主公的威名和军力，令其土崩瓦解不成问题。如果示弱于人，一味防守，错过这个时机，悔之晚矣！”
桓玄听从了卞范之的计策，留桓伟守江陵，亲自率兵东下。先上来桓玄还有些害怕，怕是担着造反的逆名，担心士兵不会为他所用。然而过了寻阳，仍然没有见到朝廷的军队，这才放心了，士气也开始上升。
桓玄派人传檄上奏司马道子，司马元显的种种罪恶，好挂个师出有名的招牌。
桓玄到姑孰时，派冯该等将击败并俘获豫州刺史司马尚之，并夺取了战略要地历阳（今安徽和县）。当时司马元显因为害怕，虽然登船而未敢和桓玄交战。而此时的刘牢之呢，权衡再三，认为击败桓玄后，司马元显这个浑蛋不会放过自己，前途甚是渺茫，竟与手下北府军向桓玄投降。
桓玄军力大增，再也没有强硬的对手和自己抗衡，于是率军逼近建康。司马元显试图守城，但哪能守得住。桓玄进入建康后，声称奉诏来解除戒严状态，辅佐皇上，自己总掌国事，受命侍中，都督中外诸军事，丞相、录尚书事、扬州牧，领徐州刺史，加假黄钺，几乎所有的军政大权都有了。
桓玄历数了会稽王司马道子和其子司马元显的种种罪恶，流放司马道子到安成郡（今江西省新余以西）。数月后桓玄派人杀死司马道子，又在建康城里杀了他的儿子司马元显及其他们的党羽。
按说应该到此收手吧，但是桓玄觉得刘牢之还碍事，就想除掉他，先命他为会稽太守，令其远离京口要地。刘牢之哪能不知道桓玄的意图，欲想反叛，但是得不到北府军将领的支持，于是欲北逃广陵（江苏扬州），投靠广陵相高雅之，又怕连累他，于途中自杀。
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