413年，刘裕派遣大将朱龄石为帅讨伐西蜀，蜀军望风而溃，成都陷，皇帝谯纵自杀，历时9年的西蜀亡。
416年，刘裕倾东晋全国兵力，进攻后秦。后秦当时在北方是强国，它吞灭西秦，使南凉臣服。但是，赫连勃勃的不断侵扰，使后秦疲于应对。不过，最致命的还是后秦王室内部的斗争，各皇子皇孙互相残杀，争权夺利，精锐部队在内战中消耗殆尽。东晋的进攻选准了时机，8月，刘裕亲率大军进攻后秦。417年8月，长安沦陷，皇帝姚泓被俘，所有后秦贵族都被送往建康（今江苏南京）砍头示众。
刘裕灭后秦，声势大涨。于是他留下11岁的儿子刘义真和一部分军队镇守长安，自己统率大军返回建康（今江苏南京），准备篡夺东晋政权。但大军刚一离开，守株待兔的赫连勃勃立即进攻长安，20万留守军队全部覆没。恢复平静16个月的长安又一次宣告陷落，刘义真躲在草丛中得以逃命。
刘裕一步步加紧篡位的步伐。418年，刘裕毒死了晋安帝司马德宗，立他的弟弟司马德文为帝。420年，又废了司马德文，立国156年的东晋终于寿终正寝。东晋的灭亡成为改朝换代时腥风血雨的范例。从前新兴政权一般会保全前朝皇帝的性命。刘裕不然，为了防止司马皇族复辟，他杀光所有司马皇族。于是这种杀戮成为改朝换代的传统。在将来的某一天，刘裕的家族也将被杀得一个不留。