公元417年八月二十四，后秦君主姚泓向王镇恶请降。九月，刘裕来到长安，杀害了后秦投降的所有宗室成员，并把姚泓送到建康处斩。到这时，后秦正式灭亡。至此，刘裕已经先后平定了孙恩的叛乱，桓玄的篡位；他的金戈铁马也先后征服了鲜卑人的南燕，粉碎了卢循进攻京城的威胁，收复了西蜀，现在又彻底消灭了羌人的后秦。因此刘裕成为十六国时期最了不起的军事统帅，也是自东晋南迁以来甚至以后的上千年历史上最伟大最成功的北伐战将。
刘裕让朝廷大臣们商议迁都洛阳的事宜。谘议参军王仲德说：“非通寻常的事情，当然不是非同寻常的人可以办到的。现在要迁都，必定导致动乱不安。如今出师的日子已经很久了，士兵们都想着回家。迁都的事情，暂时还谈不上。”刘裕这才作罢。
长安一带的十多万羌族民众往西逃奔到陇上。沈林子带兵追击他们一直到槐里，俘虏了数以万计。
河西王沮渠蒙逊听说刘裕灭了后秦，非常愤怒。门下校郎刘祥有事进宫汇报，沮渠蒙逊说：“你既然知道刘裕已经入关，竟然还敢对这些小事絮絮不已！”竟然把他杀了。他然后看着身边的人说：“古人出兵，一般都不侵犯镇星（即土星）所在的地方。姚氏是舜的后代，也就是轩辕的苗裔。如今镇星位在轩辕，而刘裕竟然把他们给灭了。我知道他也未必能长久守住关中。”接着他又跟群臣说：“姚泓并非刘裕的敌手。而且他兄弟内讧，怎么还能抗拒他人！刘裕夺取关中是必然的。然而刘裕不能久留，迟早都要南归，然后留下他的子弟以及部将守卫关中。到时候我夺取长安，就好像路上拾起一根小草那么容易。”于是秣马砺兵，训练士卒，进据安定。后秦岭北的郡县镇戍都投降了他。
刘裕写信给夏王赫连勃勃，要和他结为兄弟。赫连勃勃让中书侍郎皇甫徽写回信，但其实根本没按皇甫徽写的。当他面对刘裕使者时，赫连勃勃当场口授舍人，让他写回信。刘裕听说并读了他的回信后，叹道：“我是写不出这样的文章！”
这期间，广州刺史谢欣去世，东海人徐道期聚众趁机攻陷州城，然后进攻始兴。始兴相彭城人刘谦之出兵打败他，把徐道期杀了。朝廷于是下诏任命刘谦之为广州刺史。
九月初四，司马休之、司马文思、司马国璠、司马道赐、鲁轨、韩延之、刁雍、王慧龙以及桓温的孙子桓道度、桓道子、族人桓谧、桓璲、陈郡人袁式等人都逃去投降了北魏的长孙嵩。后秦匈奴镇将姚成都和他弟弟姚和都也都在自己的镇所投降了北魏。北魏君主拓跋嗣下诏，让民间有得到姚氏子弟并将他们送到平城的人，重重有赏。十月十一，拓跋嗣召长孙嵩等人回来。司马休之不久便在北魏去世。北魏赐司马国璠爵位为淮南公，司马道赐爵为池阳子，鲁轨赐爵为襄阳公。刁雍上表请求到南方边境为魏效力，拓跋嗣便任命刁雍为建义将军。刁雍在黄河和济水之间聚集民众，骚扰徐州和兖州一带。刘裕派兵讨伐，但无法打败他们。刁雍于是进驻固山，有部众多达二万。
东晋朝廷下诏进宋公为宋王，增封十郡。但刘裕推辞不受。
十一月初四，刘裕留在朝廷掌权的亲信刘穆之去世。刘裕听说后，既吃惊又悲痛，连续伤心痛哭了好几天。最初，刘裕打算留在长安处理西北的大事，然而部将和佐吏们都因为出征日久而想着回家，多数人都不想留下。刚巧遇上刘穆之去世，刘裕觉得自己在朝廷的根本如今没有了亲信可以寄托，便决意回去。
刘穆之去世时，朝廷非常担忧恐惧，便想下发诏书，以太尉左司马徐羡之代替他。中军咨议参军张邵说：“如今事情的确紧急，但是最终的任命毕竟还是徐氏。世子并没有专擅的权力，我们还是应当谘询太尉。”于是便派使者飞马去征求刘裕的意见。刘裕想用王弘代替刘穆之，但从事中郎谢晦劝道：“王休元过于轻率，不如徐羡之稳重。”刘裕于是任命徐羡之为吏部尚书、建威将军、丹阳尹，代管朝廷留任事务。但是朝廷通常可以由刘穆之解决的大事，现在都经常送到北面去直接咨询刘裕。
刘裕任命次子桂阳公刘义真为负责雍、梁、秦三州军事的安西将军、领雍、东秦二州刺史。刘义真那年才十二岁。刘裕又任命太尉咨议参军京兆人王修为长史，王镇恶为司马、领冯翊太守，沈田子和毛德祖都为中兵参军，仍然以沈田子领始平太守，毛德祖领秦州刺史兼天水太守，傅弘之为雍州治中从事史。
先前，陇上流落到关中成为侨民的百姓，都希望趁着东晋的兵威，重新收复本土能够回家定居。等到刘裕设置了东秦州后，他们知道刘裕并没有继续西进的意思，无不叹息失望。
关中人历来尊重王猛，而刘裕攻克长安，又是王镇恶的功劳最多，于是南方人都很妒忌他。沈田子因为自己的峣柳大捷，想和王镇恶争功。所以当王镇恶居功为首时，他心里忿忿不平。刘裕即将回到东边去时，沈田子和傅弘之屡次跟刘裕说：“王镇恶家在关中，明公不能完全相信他。”刘裕说：“现在我将爱卿以及文武将士留下，还有精兵万人。他如果想图谋不轨，只能正好自取灭亡而已。你们请不要再多说了。”刘裕私下跟沈田子说：“钟会的叛乱最终没有成功的原因，关键是有卫瓘在的缘故。俗话说：猛兽不如群狐。爱卿等有十几个人，还怕了王镇恶不成！”
三秦父老听说刘裕打算回去，都前往他的军门流泪倾诉道：“我们这些残民不沾王化，至今已经一百年了。现在刚刚看到汉人的衣冠，人人互相庆贺。长安十陵是皇家的坟墓，咸阳的宫殿是皇家的宅室，明公丢下这里却要上哪儿去呢！”刘裕为此默然无语，只好安慰他们说：“我受命于朝廷，不得擅自留下。非常感激多位先生永不忘本的心愿。现在我让我的二儿子与各位文武贤才共同镇守这里的境界，希望大家勉励协助，安居乐业。”十二月初三，刘裕从长安出发，经过洛阳进入黄河，开通汴渠，回归建康。
夏王赫连勃勃听说刘裕回去了，非常高兴，便问军师中郎将王买德：“朕想夺取关中，爱卿试着谈谈进军的方略。”王买德说：“关中是兵家必争之地，而刘裕却让一个孩子守卫。他狼狈地跑回去，正是急着去篡位而已，根本不再把中原放在心上。这是上天把关中赐给我们，我们不能失去这一机会。青泥和上洛是南北的险要，陛下应当先派遣游军断了它们。然后往东杜塞潼关，断绝他们水陆的道路；再传送檄文给长安三辅，让百姓知道陛下的威严和恩德。这样一来，刘义真就像网中之鱼，拿下他不在话下。”赫连勃勃便任命儿子抚军大将军赫连璝负责前锋军事，率领骑兵二万直逼长安；派前将军赫连昌进驻潼关；然后以王买德为抚军右长史，进驻青泥；赫连勃勃自己率领大军为后继。
公元418年二月十五，东晋大赦。同时，赫连璝抵达渭阳，关中的民众投降他的络绎不绝。龙骧将军沈田子带兵抵御，但害怕夏军的强盛，便退驻刘回堡，同时派使者回报王镇恶。王镇恶跟王修说：“宋公将十岁的孩儿托付给我们，我们应当一同考虑如何竭尽全力。然而现在沈田子拥兵不进，这样我们却如何平定胡寇！”使者回去后，把王镇恶的话告诉沈田子。沈田子和王镇恶历来就有相互图谋的打算，因此愈益忿恨恐惧。不多久，王镇恶和沈田子同时从北地出兵抗拒夏兵。军中有谣言说：“王镇恶想杀尽南方人，然后派几十人送刘义真回南边去，接着占据关中反叛。”
三月十七辛亥日，沈田子请王镇恶到傅弘之的军营议事。沈田子请求屏退双方身边的人，好和王镇恶私下交谈，接着就让他的族人沈敬仁在帐幕下杀了他，伪称是受了太尉的密令杀王镇恶的。傅弘之跑走去告诉刘义真。刘义真当即和王修披甲登上横门，观察这一事变。没多久之后，沈田子带着几十人来到，指控王镇恶造反。王修派人拿下沈田子，数落他擅自杀害大将的罪状，当场将他斩首。王修然后任命冠军将军毛修之代替王镇恶为安西司马。傅弘之接着在池阳大破赫连璝，又在寡妇渡再次击败夏军，杀死和俘获了很多敌军。夏兵这才退却。
三月二十八，刘裕抵达彭城，宣布解除戒严。琅邪王司马德文先回到建康。
刘裕听说王镇恶死了，上表说：“沈田子忽然发狂，遽然间就杀害了忠臣勋将。”于是追赠王镇恶为左将军和青州刺史。
朝廷任命彭城内史刘遵考为并州刺史、兼领河东太守，出镇蒲阪。内征荆州刺史刘道怜为徐兖二州刺史。
刘裕想让世子刘义符出镇荆州，让徐州刺史刘义隆为司州刺史，出镇洛阳。中军谘议张邵谏道：“储君的重任，关系到全国，不应当让他身居外藩。”于是任命刘义隆为负责荆、益、宁、雍、梁、秦六州军事的都督兼西中郎将、荆州刺史；任命南郡太守到彦之为南蛮校尉；张邵为司马、领南郡相；冠军功曹王昙首为长史；北徐州从事王华为西中郎主簿；沈林子为西中郎参军。刘义隆年龄还小，西中郎将府的大事都取决于张邵。王昙首是王弘的弟弟。刘裕跟刘义隆说：“王昙首沉着刚毅，很有器度，是宰相的人才。你所有的事情都要咨询他。”
朝廷接着任命南郡公刘义庆为豫州刺史。刘义庆是刘裕弟弟刘道怜的儿子。
刘裕自己解除司州刺史的职务，改领徐冀二州刺史。
三月，东晋派使者出使北魏。
六月，太尉刘裕开始接受相国、宋公、九锡的任命，同时赦免他封国之内死罪以下的犯人，崇敬继母兰陵萧氏为太妃。他还任命太尉军谘祭酒孔靖为宋国尚书令，左长史王弘为仆射，成为他佐吏们的领袖；同时任命从事中郎傅亮和蔡廓为侍中，谢晦为右卫将军，右长史郑鲜之为奉常，行参军殷景仁为秘书郎，其余的宋国百官，都按照晋朝的制度分封。孔靖推辞不接受任命。傅亮是傅咸的孙子；蔡廓是蔡谟的曾孙；郑鲜之是郑浑的玄孙；殷景仁是殷融的曾孙。殷景仁学习不为了写文章。他才思敏捷，虽然嘴里不谈仁义道德，但却深明达理。至于国典、朝仪、旧章、记注，他无不撰写记录。认识他的人都知道他有身居高位的志向。
九月，一直担心被河西王沮渠蒙逊吞并的凉公李歆派使者前往东晋，通知朝廷他已经世袭了他父亲李暠的凉公爵位。冬十月，朝廷正式任命李歆为负责七郡军事的镇西大将军、酒泉公。
刘义真太年轻，对身边佐吏的赏赐没什么节制。王修总是对这些赏赐加以裁减或压抑，因此这些人都怨恨他，便在刘义真面前大讲王修的坏话说：“王镇恶阴谋造反，所以沈田子把他杀了。王修之所以杀沈田子，是也想造反。”刘义真信以为真，便让身边的刘乞等人杀了王修。王修死后，长安人心惶惶，都不知道到底归谁统一管辖。刘义真也慌了手脚，便把所有驻外的军队招进长安，闭城坚守。关中的郡县于是都投降了胡夏。赫连璝夜袭长安，但没有成功。夏王赫连勃勃接着进据咸阳，长安居民连出城砍柴的机会都没了。
宋公刘裕听说之后，急忙派辅国将军蒯恩前往长安，召刘义真回来；同时任命相国右司马朱龄石为负责关中军事的右将军兼雍州刺史，代为镇守长安。刘裕跟朱龄石交待道：“爱卿到那里后，可以让义真轻装速发。等到出关之后，才能放心而不用太紧张。如果关中实在无法防守，你可以和义真一块回来。”又命令中书侍郎朱超石去慰劳黄河和洛阳一带的军民。
十一月，朱龄石来到长安。刘义真的部下将士在东归之前，放纵大肆掠夺，然后满载珍宝和美女，慢悠悠地往东撤离而去。雍州别驾韦华逃到胡夏，赫连璝得悉消息，当即率领三万人马追赶刘义真。建威将军傅弘之劝刘义真道：“宋公交待要抓紧赶路。现在我们携带这么多的辎重，一天走不了十里路。胡虏的追骑很快就会来到，到时该怎么办！我们应当放弃这些车辆，轻装前进，这样才可以免祸。”刘义真不肯。不久大批的夏兵果然追来。傅弘之和蒯恩断后，一连奋力作战了几天。到青泥时，晋兵大败，傅弘之和蒯恩都被王买德的夏兵生擒。司马毛修之和刘义真走散了，也被夏兵捉住。刘义真走在前头，因为日暮，夏兵不再穷追，所以逃得一命。他身边的人都走散了，自己一人躲在草丛中。中兵参军段宏一个人骑着马到处找寻他，沿路呼喊他的名字。刘义真认得他的声音，从草丛中出来喊住他，说：“你不是段中兵吗？我在这里！”然后又跟他说：“我们要一块走，一定两个都跑不了。我干脆自刎了。你把我的头颅带到南边去，好让家公绝望。”段宏哭着说：“今天的事情，的确没预料到，也没安排好。然而大丈夫不经历这般挫折，怎么知道世事的艰难！”
夏王赫连勃勃想要傅弘之投降，傅弘之英勇不屈，断然拒绝了。当时天气寒冷，赫连勃勃把他衣服剥光，让他赤身裸体地在外头受冻，傅弘之叫骂着被活活冻死。赫连勃勃堆积人头作为景观，把它称作髑髅台。
长安的百姓起来驱逐朱龄石，朱龄石于是焚烧了宫殿，跑到潼关去。赫连勃勃因而进入长安，大肆犒赏将士。他举起酒觞跟王买德说：“爱卿以前的预言，现在全部实现了，真可以说是算无遗策。这酒觞所敬的，不是爱卿还有谁！”便任命王买德为都官尚书，封河阳候。
龙骧将军王敬先卫戍在曹公垒，朱龄石前往投奔他。朱超石到了蒲阪，听说朱龄石在曹公垒，便也到那里去。赫连昌进攻王敬先的堡垒，断绝了他的水道。王敬先的部众口渴得不能作战。城池即将陷落时，朱龄石跟朱超石说：“我们弟兄俩都死在异城，让老母亲如何放心得下！你应该走小路逃跑回去，这样我死在这里，也没有遗恨了。”朱超石抱着他兄长哭着说：“做人谁没有一死。我怎么忍心现在离开兄长自己逃命去？”便和王敬先以及右军参军刘钦之等人都被夏兵捉住送到长安，结果都被赫连勃勃杀害了。刘钦之的弟弟刘秀之为了兄长的死难，在北燕悲泣不欢达十年之久。刘钦之是刘穆之堂兄的儿子。
刘裕听说了青泥的惨败，不知道刘义真的生死存亡，非常愤怒。他订下日期准备北伐，侍中谢晦劝谏说：“士卒已经非常疲惫了。请殿下等待他年吧。”刘裕不肯。郑鲜之上表以为：“夏虏听说殿下亲征，必定并力坚守潼关。我们径自前往攻打，恐怕不容易攻克。如果殿下的车舆大驾停顿在洛阳，那么实在不用惊动殿下亲自出马。况且夏虏虽然得志，谅他们也不敢乘胜越过关陕。毕竟他们还惧怕殿下的大威，为了自己将来的考虑而已。如果我们到了洛阳后再回来，夏虏必然会估量觉得我们实力不行了。那样就会更容易导致边患。况且大军远出，后患很多。当年西征时，留守石头的刘钟被搞得很狼狈；去年北伐时，广州又被徐道明攻陷。前车之辙，后车之鉴。如今各州都闹大水，民间缺乏粮食。三吴的盗贼攻没多个县城，都是因为征兵役太频繁的缘故。江南的士大夫和平民，当时无不伸着脖子盼望着殿下北伐的归来。现在听说又要北出，而且搞不懂计划的浅深，往返的日期，臣担心后顾之忧更在心腹之间。如果考虑西边的夏虏将成为黄河和洛阳一带祸患的话，那么我们可以和北边的魏虏结好。和北虏亲近则河南安全，河南安全则济泗平静。”正好这时得到段宏的书信，知道刘义真得免于难，刘裕这才作罢。他只是登上城楼往北眺望，慨然流泪而已。刘裕接着降刘义真为建威将军兼司州刺史；任命段宏为宋台黄门郎、领太子右卫率。刘裕还任命天水太守毛德祖为河东太守，代刘遵考守卫蒲阪。
到这时，刘裕率领东晋大军千辛万苦收复的关中失地在不到一年半里就全部丧失了。很多史学家认为刘裕是为了匆忙回去篡位导致了这一后果，但真实的原因要远为复杂得多。首先，关中缺乏东晋的代理人，而刘裕的将士都是南方人，很少人愿意长期离乡别井地留下守卫陌生的地方。当然关键原因是刘穆之的死，使刘裕失去了在朝廷可以完全信任的依赖。
要想知道刘裕以后的情况，请看下篇文章。
