一
刘裕既率军入大岘关，燕军斥候自然报入燕廷。燕主慕容超以为诱敌深入得计，正可于平原歼灭远道而来的晋军，于是便亲率骑兵四万，辅以步卒八万，迎击晋军。
刘裕早已命人探知燕主将率大军来与会战，乃命晋军严阵以待。不日两军相遇，即于平原排开战阵，双方骑兵对冲，而步阵皆持盾矛不动，一时胶着。半时辰后，因燕军骑兵势大，晋军骑兵转守势，步阵渐渐不支，阵脚开始松动。
慕容超正自矜持得意，忽东面一支大张晋字旗号的骑兵，冲向其步阵左翼，燕军步阵瞬间大溃。此支晋军，自是沈田子、臧熹所率沿海而进的偏师。正与晋军主力厮杀的燕军骑兵，本已占上风，忽闻后方喊杀声大起，皆江南口音，纷纷心惊，回头看去，只见晋军正冲散其后方步阵，不禁气为之沮，遂攻守易形，晋军主力骑兵转入反攻。
战至黄昏，燕军步骑一齐大溃，慕容超弃军先奔，遁还都城广固。此役燕军将士死伤遍野，南燕元气大伤，再不能出城与晋军作战。刘裕挥师追亡逐北，遂至广固城下，乃命围之。
不意慕容超已然破胆，见晋军围城，只命婴城固守，并不还击，一心待晋人粮草不济，师老兵疲而退去。历月余，双方相持，燕都之中渐缺粮，人心不稳起来。
公孙五楼进言燕主道：“陛下曾居长安，去岁亦与秦国交使。今遣使长安求援于姚兴，兴以唇亡齿寒故，必允发兵东来，救大燕急难！”慕容超以为为今之计，莫过于此，乃命善于外交辞令之右仆射张纲缒城而出，出使后秦。
晋军此前数次攻城，虽有云梯，将士用命，奈何广固城守者凭张纲为燕人所设计制造的守城器械，晋人皆未能克敌登城。刘裕好不心焦，此日乃命再攻城。
此番攻城仍不奏效。城上燕兵讥嘲晋军道：“此诸般神器，皆吾尚书右仆射张纲大人所设，非汝南蛮岛夷之辈，可知可克也！速速退去，免粮尽为饿殍哉！”
二
刘裕离京日久，正有昔日桓温北伐前燕，在枋头进退彷徨之恐惧，进恐不胜，徒增战损；退则折损威名，还朝之后，不足复使刘毅辈同俦服膺。且大军在外，若淹留久，必生变故。虽有刘穆之主持太尉府留事，若出身士族门阀如司徒琅琊王谧辈乘机架空其权，则桓温伐前燕时所忧王、谢之祸，或将发生于今日，刘裕如何不急！至此裕既知燕人守城器械乃张纲所造，便选健儿乘夜攀爬上城，入广固城中寻得张纲宅，欲挟持张纲，迫其说出守城诸器破解之道。
健儿归来，报知刘裕：“张纲已不在城中，已为虏主奉使长安，求援于姚兴矣！”
翌日夜深月明，慕容超以晋军久不攻城，好不得意，乃登城望城外晋军营地，横笛吹奏了一曲《折柳》。此曲乃相送思乡之曲，此夜月明星稀，远征在外淹留之晋人，本望月思乡，复闻此，真可谓“此夜曲中闻折柳，何人不起故园情”了！于是晋军将士闻城上笛声，皆望明月，聆音低回，大有还乡之思。
夜深人静，刘裕于大帐中，亦闻城上笛声，乃出帐看。只见明亮月光下，将士多有驻足帐外观望聆听者，裕不禁心头一凉；抬头望城上，正见慕容超洋洋得意，仍旧风神潇洒地吹笛。超扫视城外晋人，复望向中军大帐，正与刘裕对视，乃吹笛转高亢，目露鄙夷轻视之意。
刘裕大怒，遂命军中擂鼓。一时战鼓雷鸣，鼓声大作，将城上燕主笛声压了下去。何无忌至旁道：“慕容超黄口小儿，亦学刘司空胡笳退敌，真可发一哂！今张纲既衔命使秦，可于其归途擒之，则此城守御之具，不忧不破！便纲不屈，巡城使城中知其已入我手，燕人必惧而气沮，则破城必矣！”
刘裕拊掌道：“卿言是也！”翌日，裕即遣将率五千人，于洛阳以东扼守大道，只待张纲回返。
不日受命者归报，道已擒得张纲。刘裕大喜，命押入帐，亲为松绑道：“卿华人士大夫，奈何为白虏造守御器，以妨王师？吾知卿不过以陷贼之故，不得已而为之！既往不咎，今卿欣然改悔，为国用命，岂不美哉？卿家人在城中，当为卿救出，卿可无忧！”
张纲乃将诸般守城器械之秘要，和盘托出。刘裕便依何无忌所言，遣人押纲巡城。城上燕军见张纲为晋人所擒，尽皆失色。
于是晋军全力攻城，燕人守御之器机密既为晋人了解，威力便大不如前，尽为张纲指导晋人克制，燕军遂不支，为敌攻上城头。晋将周盘龙有万夫莫当之勇，受命刘裕救张纲家眷，其本急欲立功，乃麾众先登，于城头砍翻数百燕兵。燕人纷纷后退，盘龙遂攻入城中，按张纲指地图所示，径奔赴之，说明来意，乃救得纲之家眷，趁燕人抵抗攻城晋军不备，复自城门杀出。
此役自晨间巳时战至晡时，燕军大败，不但都城失守，南燕自皇帝慕容超、太师公孙五楼以下，宗室妃主，皆为晋军俘虏。
三
刘裕正欲班师凯旋，忽八百里加急快马信使自建康至。裕开封，但见刘穆之信中道：“孙恩余孽卢循，昔太傅父子以桓玄在上游势大故，竟以为广州刺史！今乘大军北伐，竟与其妹婿始兴相徐道覆，伙同出师，越五岭北上。今卢已尽得荆州江南诸郡，而徐已尽得江州，正联袂东下，大军十数万，已过芜湖，京邑危矣！公伐白虏无论成败，皆当速返旆南归，否则后果不堪设想！”
刘裕大惊失色，忙问详情。信使道：“卢之一路，取道湘粤间秦皇故道北出，不旬月间，便尽下桂阳、零陵、邵陵、湘东、衡阳、安成、武陵诸郡，隔长江与荆州城江陵相望，俨然杜弢第二矣！幸长沙有太守萧府君所统定南军，及苻辅国氐人部众，乃得坚守至今！徐之一路，则取道始兴郡东北越大庾岭，出至江州境内，便顺赣水而进，攻南康、豫章皆下，遂围江州城。浔阳坚守月余，今亦不守！卢既得荆州江南诸郡，本欲亲率舟师自巴陵西上，攻江陵取荆州江北之地，以成昔日桓玄之势。传闻徐道荆州朱使君兵微将寡不足虑，进言卢联袂东下攻京邑。于是二贼乃一自巴陵，一自浔阳，乘舟连军东下，今已过芜湖，京邑危在旦夕！”
刘裕既惊且怒，向诸将佐道：“昔日桓玄造乱，太傅不忧后患，乃即以孙恩死后，率其余众转战南下据番禺之卢循为广刺，以攻陷始兴郡之循妹婿徐道覆为始兴相！不意今吾率大军北伐在外，二贼竟乘北府兵出，荆州征西府、江州平南府兵力，亦补北伐大军，遂偷袭江荆二州！荆刺朱龄石虽宿将，究竟寡不敌众！幸吾舅父萧定南及苻宏在长沙，尚留一丝反攻余地！”
长沙太守萧鎋，乃主持嫁萧文寿予刘翘之南兰陵萧氏族长萧儁胞弟，故刘裕称为舅父。此时鎋虽已年老，其子副子正当而立盛年，颇主兵事，且苻坚太子苻宏亦率其氐人之众在长沙，故荆州江南诸郡唯长沙守住了城池。何无忌道：“京邑危如累卵，今幸白虏已平，当急返旆旋师，不使孙恩余党妖孽之辈，复犯京邑！”沈田子诸将及参军、幕僚，皆道当如是。
于是刘裕当机立断，命孙处率舟师先发，渡沈田子、林子兄弟所统江东善水战之兵，取道郁洲岛与东海郡陆地之间航道，航海而南，入长江口，直趋京邑北面，以与广陵及江南金城戍，互为掎角之势，免使贼军顺流而下攻京口，东西合围建康。不日，刘裕便起步骑大军，携南燕俘虏，返旆旋师，急趋南归。