刘裕怒了，指挥诸士兵摆出“却月阵”，在战术上采用步、骑、车3个兵种协同作战。最终魏军抵挡不住，霎时间崩溃，“一时奔溃，死者相积”。此后，北魏再不敢小视刘裕，拓跋嗣吸取教训，听从谋臣崔浩的建议，不再与晋军为敌。消除了北魏的威胁，刘裕率主力抵潼关，直逼长安。
刘裕先派大将沈田子率1000多士兵当疑兵占领青泥。后秦后主姚泓看出了刘裕的疑兵之计，当即率领几万大军想先把沈田子1000多人全部消灭。不料，沈田子英勇无比，率领士兵以拼命的心态抗击后秦军队，1000多人竟将几万人杀得大败，姚泓带头逃跑，后秦兵败如山倒。紧接着刘裕派大将王镇恶由水路进军，再次大败后秦守军，攻下长安，姚泓带着自己的皇后和文武官员，向东晋投降，后秦灭亡。
可惜的是，刘裕攻灭后秦不久，在建康坐镇的刘穆之病亡，他怕大权旁落，就匆匆率军南返。以至于未能在攻克长安后，积极巩固和扩大战果，很快长安就在夏主赫连勃勃的攻击下得而复失。