公元415年，劉裕先後攻破江陵、襄陽，佔領荊州、揚州，消滅了競爭對手司馬休之以及魯宗之，結束了東晉自桓玄作亂以來，四分五裂的割據局面，南方重歸一統，劉裕成為了東晉王朝的實際控制者。
次年正月，劉裕被晉安帝拜為平北將軍，都督二十二州諸軍事，享受劍履上朝、入朝不趨的殊榮，與此同時，後秦皇帝姚興病死，性格懦弱的太子姚泓即位，後秦內部叛亂四起，政局動盪。剛剛結束南方戰事的劉裕，在這個時候將目光投向了後秦佔據關中等地。
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公元416年八月，劉裕將自己極為仰仗的大臣劉穆之任命為東晉的尚書左僕射，留守建康，總領朝政，為前線供給軍糧，自己則是親率北府兵北上準備討伐後秦。
九月，劉裕率軍抵達彭城，大將王鎮惡、檀道濟兩人兵分兩路由淮泗一線向洛陽轉進，沿途駐守的後秦將領紛紛望風而逃，晉軍長驅直入，所向披靡，在不到一個月的時間裏，王鎮惡便率部攻佔洛陽，檀道濟也率軍抵達洛陽一帶。
公元417年正月，劉裕命三子劉義隆坐鎮彭城，自己親率主力北上，此時，北魏為了防禦劉裕北上河北，偷襲北魏，也為了牽制劉裕，不讓他迅速滅掉後秦，於是便在河北部署了十萬大軍，常常主動出擊牽制劉裕率領的北府兵主力。
劉裕在進軍途中，屢屢擊敗來犯的魏軍，但也因此進軍速度極其緩慢，而此時，兩路先鋒大軍——王鎮惡被後秦主力大軍死死擋在了潼關，進退不得，檀道濟的糧道又被秦軍大將姚紹截斷，陷入了缺糧的困境。王鎮惡與檀道濟向劉裕求援，而劉裕大軍卻被北魏軍牽制，自顧不暇。
就在王鎮惡與檀道濟兩路先鋒大軍陷入困境之時，被異族統治百餘年的漢家百姓，聽聞王師到來，紛紛自行運輸糧食，救援王師，王鎮惡與檀道濟兩路大軍這才轉危為安。
就在此時，行軍緩慢的劉裕大軍終於抵達了洛陽，為了徹底擊敗魏軍的進犯，劉裕下令大軍駐紮洛陽，暫時停止前進，全力部署後方的防禦。七月初，劉裕率軍擊潰敢於南下的魏軍，收復了河南全境，從此進軍關中再無後顧之憂，於是，劉裕派出大將沈田子攻破武關，以偏師掩護主力前往潼關與先鋒大軍會師。八月份，劉裕率軍抵達潼關，成功與王鎮惡所部會師。
後秦皇帝姚泓為了緩解兩面受敵的危局，於是決定先行消滅勢單力薄的沈田子所部，隨後再以主力抵禦劉裕大軍，卻沒想到，姚泓親自率領的後秦大軍卻被沈田子的千餘偏師擊敗，姚泓不得不退回長安，就在姚泓回師長安的時候，潼關前線鉅變——王鎮惡擊敗後秦主力，攻佔潼關，率軍直逼長安，姚泓見大勢已去，於是主動向劉裕投降，長安失守，後秦滅亡。
在這一年的冬天，劉裕率領大軍浩浩蕩蕩地抵達長安，在百姓期望的眼神中，舉行了入城儀式，他本想在這稍作休整，經略關中，便繼續西征、北伐，卻沒想到，被他委以重任的劉穆之突然病死，後方失去了得力助手坐鎮。劉裕召集羣臣商討，表達了自己希望繼續西征的想法，但是又對後方的局勢感到憂慮，此時，晉軍已經在外征戰兩年，將士大多已經厭戰，於是諸將都反對繼續征戰。
於是，劉裕留下十二歲的兒子劉義真坐鎮長安，命長史王修輔佐劉義真總領關中事務，又留下了北府兵的精鋭由王鎮惡、沈田子率領，守衞關中這個自己西征、北伐的基地，便率軍南返，準備穩定後方再率軍北上。
劉裕萬萬沒想到，他的這個決定卻葬送了東晉最後的統一希望！
在劉裕南返後，胡夏國國君赫連勃勃趁關中未穩之時，攻破青泥，佔領潼關，從東、西、南三個方向包圍了關中，也阻斷了劉裕北上增援關中的道路。就在這個危急關頭，劉裕為兒子劉義真留下的三位文武大臣卻發生了內訌，沈田子因舊怨矯詔殺害王鎮惡，王修為了關中的穩定又處死沈田子，年幼的劉義真又受人挑撥，殺害了父親給自己留下，總領關中事務的大臣。
劉裕本來並不擔心關中之事，他認為能征善戰的王鎮惡、沈田子與足智多謀的王修三人聯手，對付赫連勃勃是綽綽有餘，卻萬萬沒想到，還沒開打，這三個人就自己把自己給弄死了。劉裕得知此事後，急忙派出心腹大將朱齡石接掌關中軍務，掩護劉義真撤退，並且親自交代，不管關中守不守得住，他一定要保住自己的性命，安全回來覆命。劉裕又沒想到的是，自己這個兒子貪財好色，還掠奪了一波百姓，帶着財寶美人南返，朱齡石無奈之下只能與赫連勃勃率領的胡夏軍硬拼，結果朱齡石戰敗被俘，隨後被押解到長安處死，劉義真隻身逃回。
經此一役，雖然潼關以東的關中地區，以及整個河南都在劉裕的重兵駐守之下，但是長安的得而復失，名臣良將、駐守關中的北府兵死傷慘重，這就使得劉裕失去了西征、北伐的一個戰略基地，想要重奪關中，已然難上加難。
雖然是在幾年之後（公元422年），劉裕才病死，但是，在關中失守後，劉裕的時代已然終結，緊隨而來的是北魏雄主拓跋燾的時代......