一、南朝进入刘裕时代
东晋末年，桓玄起兵自立为帝。原北府军下级军官刘裕乘机联络旧部，在京口重建义旗，最终率军平定桓玄，掌握东晋实权。
当了近百年傀儡的东晋司马氏，失去了赖以生存的共治局面，它的生命自然也快终结了。北府军终于不再为其他士族卖命，转而成了刘裕夺取皇权的支柱。
这之后，刘裕扩建北府军，对内平定孙恩、卢循、徐道覆的起义，打平刘毅、诸葛长民等旧日盟友，对外击灭四川的谯蜀政权，可以说，他已超越王、庾、桓、谢等任何一家士族，成为东晋事实上的第一号人物。自然而然地，刘裕把目光转向了外部。
淝水之战后，前秦内部积累的民族矛盾大爆发，军事上的失利直接导致前秦政权的总崩溃。前秦灭亡后，慕容垂在河北、山东、河南、山西一带建立后燕，姚苌在关中和陇右地区建立后秦，拓跋珪在山西北部和蒙古高原复立代国，后称北魏。
北魏勃兴后和后燕展开大战，参合陂一战，后燕国力大衰，最终被北魏灭掉，鲜卑慕容部硕果仅存的英雄人物慕容德(慕容垂之弟)逃到山东半岛建立南燕。409年，南燕第二任皇帝慕容超派兵南下侵扰淮北之地。
东晋与南燕、后秦接壤，两国对东晋的威胁以南燕为大。南燕的主要势力范围在今天的山东省中东部，东晋与之接壤地区是淮北，这里是保卫淮南、江北的战略要地，如果任由南燕侵扰，江北的国防安全便不能确保。出于这样的考虑，在刘裕的提议下，东晋决定北伐南燕。
东晋国内的形势相比淝水战后也有了很大的改变。首先是桓玄势力被削平，国内再没有可以挑战刘裕的方镇势力，东晋政治环境出现前所未有的稳定。其次是以刘裕为代表的政治集团是寒门士人的杰出群体，他们门第劣势压抑之下的政治诉求和长期底层实践的丰富经验，使得他们具有王谢大族不具备的朝气和活力。两者结合，使得以刘裕为核心的东晋焕发出新的光芒。
二、北府军出师北伐
东晋义熙五年(409年)，刘裕出师北伐，目标直指南燕。此次北伐主力当仁不让又是北府军。全军由淮河入泗水，一个月后到达下邳。鉴于再往北进没有足够宽大河道可供舟师航行，北府军留下船只和辎重，徒步行军进至琅琊(今山东临沂)，然后继续北进，目标直指南燕都城广固(今山东青州)。琅琊以北是连绵不断的沂蒙山区，道路起伏不平，这种地理条件下，无论军事支援还是后勤补给都有一定难度，为了防范发生当年桓温枋头之战那样的失败，刘裕命北府军在沿路重要的地段留兵驻守，并筑起城垒，防止南燕骑兵切断后路。
南燕对如何应对刘裕进攻发生了分歧。
尚书公孙五楼认为，从双方形势来看，晋军远道来攻，在丘陵地区作战失去了水军优势，后勤补给是个大问题，晋军必须速战速决。而燕军据守本国，占据了地理优势，以骑兵为主的燕军，既可以据险固守闭门不战把晋军耗死，也可以据敌于国门之外，以骑兵在大岘山之外与晋军决战。
特别是大岘山非常关键，大岘山在今山东沂山，山口以南是沂蒙山区的丘陵地带，以北则是临朐和青州，地形平坦，利于作战，如果把晋军放进来，燕军除了后勤保障方面略有优势，在地理条件上就拉平了差距。
基于这样的考虑，公孙五楼提出上中下三条建议，第一条是包抄困敌，燕军主力据守大岘山不出，将晋军挡在大岘山外，然后派精锐骑兵沿海边南下，再派驻守兖州的部队沿沂蒙山东下，绕到晋军背后掐断退路，届时再前后夹击，消灭晋军。第二条是据险不战，以主力部队坚守都城广固，各地防守部队统统实行坚壁清野，不使晋军在燕军境内得到物资补充，等到晋军粮食耗尽无以为继时，再乘虚出击消灭之。第三条则是任由晋军通过大岘山，在临朐、广固城下与晋军决战。慕容超不采纳前两条合理的建议，决议不守大岘山，以主力部队和晋军在临朐城下决战。
平心而论，公孙五楼前两条计策都切中了晋军的要害。如果慕容超照计实施，北府军很可能会陷入当年桓温在枋头的窘境。
刘裕决策北伐前，就曾有人向刘裕建议说，如果南燕扼守大岘，或是坚壁清野，那么北伐将不易取得成绩，甚至还可能全军覆没。刘裕分析南燕慕容超的特点说，南燕一向目光短浅，以往进攻淮北，不重夺地，只在乎掠夺人口和钱财。退守的时候，以他们贪鄙的性格，必然也不舍得毁掉粮食。
客观来说，刘裕此举实在有些冒险。然而战场征伐，有时偏偏足够大胆才能出奇制胜，所谓不入虎穴焉得虎子，刘裕赌博式的冒险战略居然收到了奇效。北府军到达大岘，发现果然如刘裕所料，燕军并没有凭险据守，他们不费吹灰之力越过大岘山，大军略事休整后，直逼临朐城下。
三、慕容氏铁骑被摧毁
慕容超拒绝公孙五楼的建议后，将燕军主力近10万人猥集在临朐城。闻听晋军已迫近临朐，慕容超命公孙五楼率骑兵4万去占据四十里外的巨蔑水(山东境内古弥河，疑在今临朐城南约四十里处的冶源水库附近)。不料刘裕已先派孟龙符占据了该取水点，公孙五楼与战不利，退回临朐城。
刘裕敢在战略上冒险，在战术却部署的十分谨慎，从巨蔑水一战中即可看出。稍后，针对燕军骑兵多的特点，刘裕命令将4000辆战车放在大军两翼，以防止敌骑冲突，战车上都张挂布幔，以遮挡敌军的弓矢。同时再以轻骑兵在外围游走，作为步兵的支援。
相比刘裕的充分准备，慕容超的战术显得简单粗暴。燕军闻知晋军已到，便倾巢而出以重甲骑兵猛攻晋军。北府军刘藩(刘裕北府起事二十七将之一，刘毅之弟)、刘道怜(刘裕之弟)、刘敬宣(刘牢之之子)等部合力迎击。
北府军以车阻骑的战术布置收到了良好效果，燕军铁骑虽然势大，却不能冲破北府军的步兵方阵。两军交战半天未分胜负，刘裕看出燕军后方命门所在，命大将檀韶(檀道济之兄)、向弥、胡藩等人率轻骑进攻防守空虚的临朐城。临朐的燕军此时都在城南与晋军大战，城内守军数量少得可怜，檀韶等人一击得手，打破临朐城，拔掉慕容超的牙旗，俘获慕容超所用御马、步辇、玉玺、豹尾等，慕容超遂逃向城外的段晖部。
燕军后院起火，无心恋战，北府军趁势猛攻，遂将燕军击溃，当场斩杀南燕兖州刺史段晖等10名大将。
慕容超率残部逃回都城广固，北府军尾随追击，将广固团团包围，随后轻易攻克其大城。慕容超退回小城固守。小城坚固而守兵多，北府军一时不易攻下，于是沿城筑起围墙，墙高三丈，又在墙外挖3道堑壕，摆出一副长期围困的架势。
四、慕容氏亡国
南燕都城被围，其余各地守军纷纷投降。北府军因而得以就地获取补给，不再从江南、淮北长途运输后勤物资。在军事进攻的同时，刘裕在南燕境内大规模招降封赏以收拢人心。这一招，不仅使南燕的汉人遗民非常高兴，其官员军将也不再抵抗，大将垣垣遵、垣苗率众归顺，这无疑极大减轻了北府军的军事压力。
围城之战过程中，北府军意外抓获了南燕的攻城专家张纲。张纲本来受命去后秦求援，在其返回途中被晋军截获。北府军将张纲升到敌楼上，让张纲扬言后秦军主力被夏国(赫连勃勃所建)大败，已无力来救，城内燕军大惊，固守的意志开始动摇。
事实上后秦虽然在与夏国的战争中屡屡失利，但并未伤根动本，只是对赫连勃勃的游击战无可奈何而已。南燕去向后秦求救的除了张纲还有韩范，后秦已派出姚强率1万骑兵出关中救南燕，韩范正在姚强军中。不料援军刚到洛阳，后秦军被赫连勃勃大败，关中形势危急，后秦皇帝姚兴追回姚强的援兵。韩范悲叹天亡南燕，因而投降刘裕。南燕彻底断绝了外援，军心更加散漫。
八个月后，张纲主持制造的冲车、飞楼、云梯等攻城器具都已完成，北府军利用这些精妙的装备加紧攻城，愤怒的慕容超将张纲的母亲肢解。绝望的南燕军掘地道进攻北府军，都被击退。
很快北府军攻破城池，慕容超逃跑不成，被北府军生擒，不久后被斩于建康。东晋因之收复山东泰山以东的疆土。
至此，存在了十一年的南燕宣告灭亡，自慕容廆崛起开始，慕容皝、慕容俊、慕容泓、慕容垂慕容德，四代人建立前燕、后燕、西燕、南燕四国，涌现出慕容恪、慕容垂、慕容德等称雄一时的一流人物。九十年的光荣与梦想，随着慕容超在建康东市人头落地，被北府军划上句号，此后鲜卑慕容部彻底消失在历史舞台上。
