桓玄金蝉脱壳，临阵脱逃，去往江陵避难。荆州刺史桓石康深受桓玄宠信，见桓玄一伙儿来投靠自己，慌忙于城南搭起帐篷，暂设百官，还以卞范之为尚书仆射。桓玄和桓石康一起，联合双方的人马，重整旗鼓，短时间就收罗了数万人马。
桓玄跑了，但桓氏人多势众，以桓玄为代表的势力随时都有可能兴风作浪。刘裕不敢怠慢，让刘毅、何无忌、刘道规、下邳太守孟怀玉等率众尾随乘胜追杀桓玄。
五月中旬，双方在一个叫峥嵘洲的地方遭遇。冠军将军刘毅等兵马才不满万人，众寡悬殊，大家都有点害怕，想要退回驻地浔阳。
振武将军刘道规大声说：“桓玄是个外强中干的人，现在刚打了败仗，士气低落，我们不必害怕。官渡之战曹操就是用少数人战胜了袁绍的多数人，人数多少不是关键，狭路相逢勇者胜！”说完，刘道规指挥本部人马朝桓玄所在的战船猛冲过去，刘毅等人看到刘道规率先冲入，来不及多想，也都挥军跟进。
桓玄是个性格软弱，遇事游移不定的人，还没开打就盘算着一旦失败，自己如何脱逃。他在自己的战舰旁边系着一艘快艇，随时准备脱逃。将士看到主帅如此，个个无心恋战。
正在这时，起了大风。刘毅等人趁着风势，放火焚烧对方的战船，桓玄人马乱作一团，相互踩踏死伤无数。刘道规带领将士个个奋勇杀敌。桓楚的军队大败。桓玄下令把带不走的辎重统统烧掉，然后趁着夜色掩护，匆匆往西逃走。
刘怀肃经刘裕推荐最初任刘牢之的儿子刘敬宣的司马，在东征孙恩时立下战功，被任命为费县县令。他得知刘裕在京口起兵的消息，就弃去县令之职投奔刘裕。占领建康后，振武将军刘道规奉命追讨桓玄，用刘怀肃做他的司马。
刘道规出征时，刘怀肃负责留守浔阳。在双方交战时，桓玄手下刘统、冯稚等带领四百人趁虚而入，攻破了浔阳城。刘怀肃临危不乱，手执长矛，一马当先，带人奋起反抗，把来犯之敌都消灭了个一干二净，保障了刘毅军团的后防稳固。
桓玄逃跑时，还没忘了挟持被废的皇帝司马德宗。由于快艇运力有限，便把永安何皇后（司马聃的皇后）及王皇后（司马德宗的皇后）都留在了巴陵（湖南岳阳）。
但桓玄慌乱之际，没忘记把殷仲文也叫上船，要和他一起走。殷仲文说：“我是不是应该乘另一艘船再拉些走散的人员为好？”桓玄答应了。谁知殷仲文却带着两位皇后奔夏口方向去了。
这个殷仲文曾经做过司马道子的参军，做过司马元显的长史，是大将军桓温的女婿，桓玄的姐夫。在桓玄没占领建康时，他做新安太守，和桓玄关系一般。看着桓玄扶摇直上了，才投奔他。桓玄非常高兴，让他做谘议参军。对他比王谧还亲近，比卞范之还礼遇，后来又让他做侍中，领左卫将军，就连桓玄加九锡的文告也是他撰写的。而他却恃宠而骄，贪污受贿，家累千金，吃穿用度无比奢华，养了数十房伎妾，每天莺歌燕舞，通宵达旦，醉生梦死。而今在生死存亡的关键时刻，他却背叛了桓玄，领着皇室家眷邀功领赏去了。
不久，桓玄的船入江陵（荆州）。镇东将军冯该说：“刘毅兵少将寡，不足为惧，刚刚打了胜仗一定志得意满。我们应该重整旗鼓，再打回去，他一定猝不及防，必败无疑。”
桓玄被吓坏了，什么话都听不进去。他要离开这帮亡命徒，想要奔汉中，投奔梁洲刺史桓希。但大家对他已经失望至极，无心跟他长途跋涉再遭罪了。
屯骑校尉毛修之，是毛璩弟弟的儿子，看这情况说道：“汉中路途遥远，又不能坐船，不如去蜀地。”这话桓玄听进去了。
碰巧是毛璩的弟弟宁州刺史毛璠死了。毛璩派他哥哥的孙子毛祐之及参军费恬率数百人，送毛璠的灵柩回江陵，与桓玄在枚回洲相遇的。一看是桓玄的战船，毛祐之、费恬二话没说，即刻下令弓箭手放箭。桓玄宠嬖的丁仙期、万盖急忙以身体遮蔽桓玄，都被射成了马蜂窝。桓玄负伤带箭逃走。
半路又被益州督护冯迁拦住去路。冯迁抽刀逼近，要杀桓玄，桓玄大喝道：“大胆狂徒，竟敢弑杀天子？！”说着拔下头上固定发髻的玉导递给他，求他放自己一马。
冯迁哈哈一笑说：“哪里是什么天子？！最多是个欺世盗名窃取皇权的小偷罢了。”于是手提刀落斩桓玄的首级，这一年桓玄才36岁。桓石康等誓死追随桓玄的将领也被杀死。
摆脱了桓玄的控制，司马德宗被荆州别驾王康产安置到南郡郡府官舍，太守王腾之率文武官员担任侍卫。皇帝司马德宗时隔五个月又在江陵复辟了。
司马德宗从396年11月继位，皇权旁落，受司马道子父子挟制。
397年，兖州刺史王恭和豫州刺史庾楷因对尚书左仆射王国宝等不满而领兵造反。398年，王恭、庾楷协同荆州刺史殷仲堪、广州刺史桓玄等再次谋反。接下来就是持续多年的五斗米道孙恩起义。
402年，桓玄自江陵起兵攻入建康，废杀司马道子、元显父子，自封为丞相、太尉。从此成为东晋的统治者。最后于404年1月篡位称帝，把自己降为平固王，打发到浔阳。可以说没过上一天安生日子。直到6月，桓玄被杀，自己又糊里糊涂复了位。这一切的一切都是因为自己傻，傻得贵为皇帝却不能主宰自己的命运。
毛修之因为劝说桓玄入蜀有功，被封为骁骑将军。桓玄的儿子才八岁，被押回江陵处斩。除桓家人外，所有被“胁迫”参加了桓楚伪政权的各级官员一律赦免。
同时桓玄的人头被送给正在西进的刘毅，刘毅将它验明正身后送往建康，悬挂在朱雀桥上示众。短暂的桓楚王朝貌似结束了。