三月二日,刘裕让军队饱餐一顿后,下令把粮食抛弃,想吃饭就进城吃。刘裕率军向东陵发起攻击,他身先士卒,挥舞大刀冲锋在前,将士们紧随在后。他们喊杀声震天,个个以一当百,楚军不敌,桓谦大败。
桓玄之前已经准备好了退路。他命殷仲文暗中备好船只,待前线战败的消息传来,他便带着儿子桓昇、侄子桓伟找到殷仲文,一起登上船只,逆流南下。
刘裕率军进入建康,命刘钟接掌东府。三月三日,刘裕移驻石头城,派尚书王嘏率文武到寻阳去接司马德宗。三月五日,司徒王谧率众推举刘裕为都督扬、徐、兖、豫、青、冀、幽、并八州诸军事,兼徐州刺史,使持节。跟随刘裕骑兵的刘毅为青州刺史,何无忌为琅琊内史(太守),孟昶为丹阳尹,刘道规为义昌郡太守。刘裕把日常事务都交给刘穆之处理,刘穆之处理得井井有条,大家都非常满意。众臣认为王谧之前亲自解下司马德宗身上的玉佩交给桓玄,应该处死,但当年王谧救过刘裕的命,刘裕力保王谧,让他继续做司徒。
刘裕派诸葛长民去袭杀豫州刺史刁逵,诸葛长民失手被擒,刁逵把他押到囚车送往建康,桓玄出逃后,押车的士兵把他放走了。刁逵弃城逃走,被部下生擒,押往建康,送到了刘裕面前,刘裕下令把刁逵全族处斩,只放过了他最小的弟弟刁聘。刁逵的儿子刁雍被他的部下藏了起来,躲过了一劫,后被送往后秦。刘裕灭了刁逵,报了当年的一箭之仇。