刘裕第一次北伐就出手不凡，一口气灭掉了南燕。之后对外平定孙恩起义的残留势力卢循，西伐蜀地叛乱统一了南方。对内诛锄异己，除掉刘毅，诸葛长民，司马休之。至此，朝廷之内再无人可与刘裕抗衡，刘裕被封为太傅，扬州牧，并且剑履上殿，如朝不趋，赞拜不名。此后不久，后秦皇帝姚兴病死，太子姚泓继位，主少国疑，刘裕第二次北伐的时机来临了。
北伐一开始非常顺利，四路大军节节顺利，晋军一口气收复洛阳。自从桓温收复洛阳以来，终于帝都再次回到了南朝的怀抱之中。攻下洛阳，晋朝名将王镇恶，檀道济合兵于潼关，对姚绍守军展开猛攻，姚绍坚壁清野，战事一时陷入僵局。与此同时，北魏也派来援军，声援后秦。北魏十万步骑屯兵于黄河北岸，兵强马壮，一时牵制住东晋的刘裕主力，刘裕苦思几日终于想出一条妙计，于是历史上凡是谈到以步制骑，一定会涉及到的却月阵出现了。
四月，刘裕选择好战场后，便派白直队主丁旿率700人及战车百乘，抢渡北岸，在距水百余步处布下弧形的阵，两头抱河，因形似新月，故称"却月阵"，每辆战车设置7名持仗士卒。布置好后，丁旿在阵中坚起一根白毦(相当于令旗)，以通知船上的晋军。而魏军见数百名晋军登上战车，不解其意，没敢冒然采取行动。此时的刘裕早已派宁朔将军朱超石严加戒备，准备出战，这时见魏军迟疑，便抓住这一机会，命朱超石率2000兵士携带大弩百张，上岸接应丁旿，每辆战车又上增设20名士卒，并在车辕上张设盾牌，保护战车。
魏军见晋军立营已毕，这才恍然大悟，向晋军展开围攻。朱超石先以软弓小箭射向魏军，向其示弱。魏军果然中计，认为晋军众少兵弱，遂三面而至。这时长孙嵩接到消息也率3万骑兵助战，一起猛攻晋军。朱超石遂令士卒改换大弩猛射，并选神射手用箭集束发射，给魏军以重大杀伤。但魏军由于兵源充足，反而愈战愈多，随着双方距离的缩短，晋军弓弩逐渐失去作用。朱超石又命将士将所携带的千余张槊，截断为三、四尺长，用大锤锤击进行杀敌，一根断槊便能洞穿三、四名魏军。由于弧形的迎击面小，所以魏军越向前，所受到的杀伤也就越大。魏军逐渐抵挡不住，"一时奔溃，死者相积"。
晋军阵斩阿薄干。魏军退还畔城，朱超石包围，但激战竟日，终于大破魏军，斩获千计。刘裕见晋军取胜，又遣振武将军徐猗之率5000人渡河，攻越骑城，途中又遭到魏军的包围，徐猗之用长戟结阵抵抗。不久，朱超石赶来增援，魏军遂闻风而逃。
不过如此出名的“却月阵”在历史记载中仅仅出现过这一次，如昙花一现稍纵即逝。的确，却月阵对地形的要求非常的大，一旦有失误，就有被对方骑兵从侧翼穿插或者从后翼大举突进的危险。如果北魏骑兵从后面包抄，刘裕的却月阵则难以奏效。不过，当时拓跋嗣命令长孙嵩等人急救后秦，所以北魏骑兵不顾思索的就贸然进入，岂能有不败之理。刘裕正是用敌人急于求成的心理，使得此阵恰当好处，正中下怀。从而成就了刘裕的美名。
当时北魏国主拓跋嗣见晋军大胜，方知刘裕不好对付。于是问其手下第一谋士崔浩：“昔日吾父普天之下只惧慕容垂，依你之见，刘裕和慕容垂孰强孰弱？”
崔浩答：“慕容垂借父兄之资，修复旧业，其国人归之，如夜虫就火，稍加依仗，易以立功。刘裕奋起寒微，无尺土之地，讨灭桓玄，兴复晋室，北擒慕容超，南枭卢循，所向无前，可谓才超常人。”至此拓跋嗣彻底打消了援助后秦的念头。
没有了北魏的援助，本来就懦弱犹豫的姚泓只得御驾亲征，然而打的一败涂地，从而彻底失去了信心。姚泓彷徨无计，一大家子皇族坐在长安城中忧惧交加。
其子姚佛念时年十一岁，少有志气对姚泓说：“天子守国门，国君死社稷，晋人马上就攻进城来，肯定不会让我们活命，还不如我们先行自尽。”说完登上宫墙，投地而死。姚泓贪生怕死举家投降。然而刘裕把除了姚泓之外的皇族就地处决，姚泓被押送至建康斩首示众。当年姚兴拱手相送南乡郡的恩情并没有换来子孙的一条性命。
至此后秦灭亡，皇气之地长安也被收复。
刘裕不同于那些热衷于魏晋风度的名士，他是个实用主义者。不杀皇族后裔，难免会重蹈苻坚的覆辙，刘裕宁愿背上后世残暴的骂名，也要换得现世的太平。
两次北伐如此成功，使刘裕的威望越来越高。公元420年，晋恭帝司马德文高坐龙座之上，看到手下呈上的让自己退位让贤于刘裕的诏书，欣然操笔签字并对左右说：“桓玄之时，晋氏已无天下。今日推国与宋王，本所甘心。”至此，东晋苟延残喘了103年，终于灭亡。不过值得一提的是司马德文的心甘情愿并没有逃过刘裕的屠刀，一年多后，被杀在自己封地。
刘裕当上皇帝后，大力提拔寒门士族，打压高门大家，从前的那些门槛不复存在。之前，桓温当权时想让儿子娶其部下王坦之的女儿，王坦之的父亲听闻大怒道，士族女岂可嫁给兵家儿？还有更早的晋武帝时期，一次和胡贵妃游戏，不小心被胡贵妃弄伤，皇帝大骂道：“真是将种啊，这么粗鲁无礼。”估计他们夫妻俩之间经常互相斗嘴，胡贵妃反驳道：“北伐公孙，西拒诸葛，这不是将种又是什么（这些是司马懿的功绩）”可见，南北朝初期，士族门第的优越感相当强烈，而且被大家所认同。然而刘裕本不是高门出身，从寻常巷陌崛起一朝黄袍加身，打破了已经禁锢老百姓多年的天命所归的思想，使得大家重新看到了寒门子弟的出路。而且刘裕当上皇帝也不是以高门为政治基础，使得高门士族的力量为刘裕所抛弃。历史翻开了新的篇章，南朝没有了门阀政治，中国大陆也真正进入了长期的南北对峙阶段。
