桓玄于五月二十三日回到老巢江陵，冯该劝桓玄再战，但桓玄不肯，更想投奔梁州刺史桓希。不过当时人心已离，桓玄的命令都没有人遵行了。
次日，江陵城中大乱，桓玄与心腹数百人出发，到城门时随行有人欲暗杀桓玄，但不中，于是彼此厮杀，桓玄勉强登船，身边人员因乱分散，只有卞范之跟随在侧。
桓玄正打算到梁州治所汉中时，但屯骑校尉毛修之诱使桓玄入蜀，桓玄听从。
而当时正值宁州刺史毛璠去世，益州刺史毛璩派了侄孙毛佑之及参军费恬等领数百人送毛璠丧至江陵，并于五月二十六日在江陵城西的枚回洲与桓玄相遇，二人于是进攻桓玄，箭矢如雨，桓玄宠信的丁仙期、万盖等为桓玄挡箭而死，益州督护冯迁跳上桓玄坐船，抽刀向前，桓玄拔下头上玉饰递给冯迁，
说：“你是什么人，竟敢杀天子？”冯迁说：“我这只是在杀天子之叛贼而已！”桓玄遂被杀，享年三十六岁。
桓玄死后，堂弟桓谦在沮中为桓玄举哀，上谥号为武悼皇帝。桓玄头颅则被传至建康，挂在大桁上，百姓看见后都十分欣喜。
桓玄上台后，面临东晋末年的种种乱象，也很想振作，大力整顿，但桓玄的政权代表门阀士族，不可能触动他们自己的既得利益，所以最后没能实行。
他即位以后，好行小惠以笼络人心，例如他亲自审讯囚犯时，不管罪刑轻重，多予释放；拦御驾喊冤者，通常也可以得到救济；然而他为政繁琐苛刻，又喜欢炫耀自己，官员有将诏书中“春搜”字误缮为“春菟”，经办人员即全被降级或免职。
而桓玄又好游玩打猎、兴筑宫殿，因此人心思变。桓玄在位仅数月时间，桓楚王朝便宣告覆灭了。
桓玄在位时，曾颁布改简为纸的命令。自蔡伦改进造纸术以来，纸张虽然不断推广使用，但国家政令仍采用简牍。
桓玄下诏：“古无纸，故用简，非主于敬也。今诸用简者，皆以黄纸代之。”从此以后，纸张才完全代替简牍，成为朝廷公文的书写载体。
东晋末年，佛教的势力已相当强大。
桓玄信奉道教，因此最初对佛教有所裁抑。桓玄打倒司马道子、元显父子、入主建康以后，就命令沙门向王者致敬，并为此与信佛的王谧反复论辩。
做了楚王以后，更是下令限制佛教，指责佛教积弊，使“天府以之倾匮，名器为之秽黩。避役钟于百里，逋逃盈于寺庙”。
但他登基为帝后，对佛教的态度发生变化，同意恢复沙门不敬王者的规矩，这是他为了争取佛教势力支持所致。
《晋书卷九十九列传第六十九》：性贪鄙，好奇异，尤爱宝物，珠玉不离于手。人士有法书好画及佳园宅者，悉欲归己，犹难逼夺之，皆蒱博而取。
遣臣佐四出，掘果移竹，不远数千里，百姓佳果美竹无复遗余。信悦谄誉，逆忤谠言，或夺其所憎与其所爱。
史臣曰：桓玄纂凶，父之余基。挟奸回之本性，含怒于失职；苞藏其豕心，抗表以称冤。登高以发愤，观衅而动，窃图非望。
始则假宠于仲堪，俄而戮殷以逞欲，遂得据全楚之地，驱劲勇之兵，因晋政之陵迟，乘会稽之酗醟，纵其狙诈之计，扇其陵暴之心，敢率犬羊，称兵内侮。
天长丧乱，凶力实繁，逾年之间，奄倾晋祚，自谓法尧禅舜，改物君临，鼎业方隆，卜年惟永。
俄而义旗电发，忠勇雷奔，半辰而都邑廓清，逾月而凶渠即戮，更延坠历，复振颓纲。是知神器不可以暗干，天禄不可以妄处者也。
夫帝王者，功高宇内，道济含灵，龙宫凤历表其祥，彤云玄石呈其瑞，然后光临大宝，克享鸿名，允徯后之心，副乐推之望。
若桓玄之幺么，岂足数哉！适所以干纪乱常，倾宗绝嗣，肇金行之祸难，成宋氏之驱除者乎！
赞曰：灵宝隐贼，世载凶德。信顺未孚，奸回是则。肆逆迁鼎，凭威纵慝。违天虐人，覆宗殄国。
唐代某“公子”（可能是唐太宗）问：“桓玄聪明有夙智，奇才远略，亦一代之异人，而遂至灭亡，运祚不终，何也？”
虞世南说：“夫人君之量，必器度宏远，虚己应物，覆载同于天地，信誓合于寒暄，然后万姓乐推而不厌也。
彼桓玄者，盖有浮狡之小智，而无含宏之大德，值晋室衰乱，威不迨下，故能肆其爪牙，一时篡夺，安德治人无闻焉。以侥幸之才，逢神武之运，至于夷灭，固其宜也。“
刘裕在这场变故中开始他的帝王伟业了。
刘裕，字德舆，小名寄奴。彭城郡彭城县绥舆里人，生于晋陵郡丹徒县京口里。东晋至南北朝时期杰出的政治家、改革家、军事家，南朝刘宋开国皇帝（420年-422年在位）。
西汉楚元王刘交之后。
刘裕自幼家贫，初为北府军将领。自隆安三年（399年）后，对内平定孙恩和桓玄，消灭桓楚、西蜀、卢循、刘毅、司马休之等割据势力，使南方出现百年未有的统一局面。
对外消灭南燕、后秦等国，降服仇池，又以却月阵大破北魏，收复淮北、山东、河南、关中等地，光复洛阳、长安两都。即位后，又派兵南征林邑国，使其全境归附。
永初元年（420年），刘裕代晋自立，定都建康，国号“宋”。
执政期间，吸取前朝士族豪强挟主专横的教训，集权中央，抑制豪强兼并，实施土断，整顿吏治，重用寒门，发展生产，轻徭薄赋，废除苛法，亲自听讼，振兴教育。
策试诸州郡秀才，举善旌贤，并多次遣使访民间疾苦，改善政治和社会状况，终结了门阀**的时代，奠定了南朝“寒人掌机要”的政治格局。
他对江南经济的发展，汉文化的保护与发扬有重大贡献，并开创了江左六朝疆域最辽阔的时期，为“元嘉之治”打下坚实的基础。
明人李贽誉之为“定乱代兴之君”，也有“南朝第一帝”之称。