桓玄为楚王,蓄谋篡夺东晋司马氏的帝位。他的堂兄卫将军桓谦私下问建武将军、彭城内史刘裕说:“楚王的功勋和德行受到了大家的一致推崇,都说朝廷很应该把帝位让给他,你的意见怎么样呢?”刘裕内心本是反对桓玄的,但口头上却回答说:“楚王是宣武(桓温)的儿子,若论勋德,可没有人能比得上他啦!晋朝廷早就衰微不堪了,谁眼里还有他们?楚王如果接受禅让,那真是上应天命,下顺人情,有什么不可以的呢?”桓谦听后,很高兴地说:“既然你说是可以的,那当然是很可以的了。”桓谦的问话,刘裕很清楚实是对他进行试探。元兴二年(403)十二月,桓玄篡位称帝,把司马德宗遣送到了寻阳。刘裕跟随桓玄的堂兄桓修到建康朝见桓玄,桓玄后来曾对司徒王谧说:“昨天我见到了刘裕,他的体形和风度却与众不同,真是一位人中豪杰啊!”因而另眼相看,待刘裕十分优厚。桓玄的妻子刘氏劝他说:“刘裕龙行虎步,视瞻不凡,怕是不会甘心久居人下的,我看你还是早点把他除掉为好。”但桓玄不同意,说:“我正想怎样扫荡中原呢,除刘裕没有谁能担负得起那样重大的任务。等到关、陇地区平定以后,再另作打算吧!”桓修在建康呆了一段时间以后,决定返回京口(今江苏镇江)。刘裕借口伤痛,不能走路,改由水路坐船,而没有与桓修同行。在船上,他与何无忌、刘毅、孟昶、诸葛长民等共同密谋,策划好了反对桓玄的整套行动计划。元兴三年(404)二月,刘裕以外出游猎为名,率领何无忌、檀道济等二十七人和自愿跟随他们起事的一百余人,在一天早晨,待城门打开后,即冲进了京口,以出其不意地突然袭击,杀掉了桓修。与此同时,刘毅等人也杀掉了坐镇广陵(今江苏扬州)的征虏将军、青州刺史桓弘(桓修的弟弟)。桓玄得到消息后,与桓谦、卞范之一起商议如何对付。有人说刘裕人数很少,办不成大事。这时,桓玄已经认识到刘裕是心腹大患,说:“刘裕可算得是一世之雄;刘毅家里不存隔夜粮,赌博却一掷百万;何无忌是刘牢之的外甥,行事很像他的舅父。这样一些人纠合在一起,怎么能小看呢?”三月,刘裕率千余人向建康进军,杀死了顿丘太守吴甫之,进抵罗落桥,杀死了皇甫敷。桓玄命桓谦屯东陵口,卞范之屯兵覆舟山。刘裕到达后,桓谦等抵挡不住,全线瓦解。桓玄坐船往南奔逃到寻阳,挟持司马德宗去了江陵,最后被益州督护冯迁杀死。(《宋书·武帝本纪》)