東晉義熙十二年（公元416年）八月，劉裕再一次北伐出征。這次北伐陣容非常豪華，而對於劉裕來說是志必得。大軍被分成了五路：新野太守朱租石、寧朔將軍胡蕃攻打陽城；龍驤將軍王鎮惡、冠軍將軍檀濟前往許、洛；建威將軍傅弘之、振武將軍沈田子攻打武關；冀州刺史王仲德，由鉅野入河；建武將軍沈林子、彭城內史劉遵考，自許人河。九月，劉裕自己奉所部駐紮彭城，加領徐州刺史。
劉裕這次北伐可以說是風頭做足，之所以派出五路大軍進行討伐，就是為了壯軍威，到時跟朝廷彙報的時候有說頭。更何況後秦在這個時候已經進入了衰落期，所以對於身經百戰的劉裕來說，這是一個軟得不能再軟的軟柿子。劉裕之所以這麼興師動眾，其實完全是做樣子給朝廷看。
劉裕的各路大軍進展都十分順利。而反觀後秦這邊，根本沒有作出什麼成效的抵抗。史書上用四個字來形容當時後秦對於劉裕北伐軍的態度——“望風降服”。到了十月，軍隊就已經到達了晉的故都洛陽，並且包圍了洛陽周圍的軍事重鎮金墉，姚泓的弟弟平南將軍姚洮，在萬不得已的情況下歸降了劉裕。為了宣誓自己的重新歸來，晉軍在洛陽簡單修繕了已經闊別了許多年的晉室王陵。這也是劉裕宣揚自己是晉朝忠臣的一個重要舉措。透過這個動作讓外界知道，自己才應該是晉朝正統的繼任者。
由於這次的北伐對於劉裕來講是過於順利了，劉裕認為他的這個舉措可以讓文武百官都看到他的功績。尤其是自己重新修繕晉陵的舉措一定會贏得朝中許多人的歡心。於是劉裕便再也不能按接住心中早已經有的意圖。像當年的桓溫和桓玄一樣派左長史王弘還建康，“諷朝廷求九錫”。
一代梟雄，經於在這一刻露出了他本來的面目，劉裕的這個決定應該說是相當草率的，因為無論當時劉裕是有多麼高的成望，有多麼強的實力，或者說是有多大的信心保證這次北伐定皮功。他畢竟人在遠離建康的關中地區。朝廷在江南，他卻在西北，這時候請求這種明顯帶有篡位意味的東西，如果朝中有人反對，趁著劉裕不能返京再來個盧循叛亂，又或者朝中又出現兩個謝安、王坦之之類的人物，那劉裕接下來的日子恐怕不會太好過。東晉朝廷雖然已經依附於他，但朝廷終究是朝廷，臣子也終究是臣子。劉裕的這個決定實際上是他人生當中的又一次賭博。
那邊劉裕要求加賜九錫，在建康劉裕的心腹劉穆之得到了這個訊息。劉穆之在當初劉裕討伐桓玄的時候被任命為劉裕的主簿，相當於劉裕的秘書。應該說他是劉裕身邊最值得信任的人。因此像當初的曹操將荀彧留在許都自己南征一樣，劉裕北伐的時候便將劉穆之留在了建康，幫助他處理國內的事情，更重要的是幫助他看管住已經取得的權力。
在劉穆之主政的這段時間，史書上記載：“外供軍旅，決斷如流，事無擁滯。賓客輻轉，求訴百端，內外諮稟，盈階滿室，目覽辭訟，手答箋書，耳行聽受，口並酬應，不相參涉，皆悉贍舉。又數客暱賓，言談賞笑，引日亙時，未嘗倦苦。”可見，劉穆之是一個頗有政治才能的人物。但是，跟劉裕不同的是，他這樣盡心盡力為的是東晉朝廷，而不是為了劉裕。當初他之所以加人到劉裕的陣營當中，也是為了能夠滅桓玄亂黨。所以從劉穆之的內心來講他是堅決要保衛晉室的。他們二人的關係實在是和荀彧與曹操的關係太過相似了。
劉穆之得到主公這個訊息之後，曾經他對劉裕的所有幻想都破滅了。原來劉裕跟桓玄沒什麼兩樣，都是想算位奪權的權臣罷了。因此劉穆之頓感國家無望十分憂愁，最後竟然就這樣因為過度擔心發病而死。
劉穆之死後，東晉朝廷因為實在沒有辦法回絕劉裕的要求，便只好下詔以劉裕“為相國，總百換、揚州牧，封十那為宋公，備九錫之禮，位在諸侯王上，領徵西將軍，司、豫、北徐、雍店州刺史”。這樣，劉裕就等於重新走上了那些篡權前輩們所走上的道路，而封公這步正是由東漢末年曹操所作的，受到後世權臣紛紛效仿。劉裕可能根本沒打算朝廷能給他。這回朝廷來了真的，他自己倒猶豫起來，畢竟自己離京城實在是太遠了，萬一出了什麼事情實在是不好控制。於是，他便沒有接受朝廷的這次封賞。
東晉義熙十三年（公元417年）正月，劉裕以兒子彭城公劉義隆鎮守彭城，自己則率水軍人河。這時候北方的另外一個政權北魏參與到了這場戰爭當中，準備奪一杯羹，於是派出步騎十萬，佔據了河津地區。劉裕便命諸軍渡河擊之。七月，劉裕由洛陽到達陝城。八月，扶風太守沈田子大破姚泓於藍田，王鎮惡也攻佔了長安，活捉了姚泓。後秦就此滅亡。九月，劉裕也到了長安。
當時長安城內物資豐富，幣藏盈積。劉裕將一部分渾儀、土圭等獻給朝廷，其餘珍寶珠玉則分給將帥。長安是西漢的故都，而漢朝的皇帝又是劉姓，這可真是風水輪流轉。因此，劉裕便大肆謁拜在長安的漢高祖劉邦的陵寢，這實際上是在宣誓自己的正統地位，不但承接了晉還承接了漢。他還大會文武於未央殿，隱隱地已經有了帝王之相。
本來，劉裕完全可以乘勝前進，平定隴右，恢復晉疆域，可是就在這緊要關頭，他卻寧願功虧一簣，留下十二歲的兒子劉義真為安西將軍，鎮守長安，自己卻匆匆返回建康。結果後來這些剛剛得到的領土被夏政權的赫連勃勃所攻取，可謂是得而復失。
為什麼劉裕會在形勢片大好的時候返回建康呢？原來有個人死了，他心慌。
史書上是這樣分析的：“辛未，劉穆之家，太尉格聞之，驚楊哀惋者累日。始，裕欲留長安經略西北，而諸將佐皆久役思歸，多不家留。會穆之卒，裕以根本無託，遂決意東還。”
這也就是說，劉裕最主要的是因為劉穆之的去世，讓他在朝中失去了“看守內閣”，權力有喪失的危險。所以，他才決定匆忙回京。
另外，已經出兵了很長時間，將士們普遍思念故土，士氣低洛。當然，關於他這次放棄北伐果實還有另外的說法，認為“天中形勝之地，而以弱才小兒守之，非經遠之規也。狼狽而還者，欲速成篡事耳，無暇有意於中原”。也就是說劉裕的北伐原本就是一個幌子，他真正的目的在於加大聲勢之後好進行篡位的行動。而劉穆之的去世給了他這樣的一個機會馬上回京。
東晉元熙二年（公元420年）六月壬戌日，劉裕大隊人馬來到建康，親信傅亮馬上入宮，“諷晉恭帝禪位於宋”。當然詔書他早就擬好了，只是讓抄一遍就行。劉裕如願以償，終於達到了目的，是為宋武帝。
但是，劉裕本來有可能恢復華夏一統，做個民族式的歷史人物，終於因貪念過早形成，最終也只做得個梟雄了。