刘裕听从玄文的话。到了此时，城中的男女有一多半人患了脚弱病。
慕容超乘辇登上城头，尚书悦寿对慕容超说：“天地不仁，助敌寇为虐，战士患病。一天比一天衰弱，困守空城，外援没有希望，天时人事，也可以从此知道了。
假使国运已尽，尧舜让位，转祸为福，敬奉圣明。最好是追随许、郑的踪迹，以保全宗族的继承人。“
慕容超叹着气说：“兴和衰都是天命。我宁愿挥舞宝剑战死，也不能衔璧投降去求生。”
当时张纲给刘裕制造冲车，用木板覆置车上，用皮革蒙上，同时设置各种巧妙的机关，城头上的火石弓箭等都不起作用；又制造飞楼、悬梯、木幔之类，从速处逼近城头。
慕容超非常愤怒，把张纲的母亲悬挂起来肢解了。城里出来投降的人接连不断。刘裕从四面进攻，杀死和打伤了很多敌人，悦寿打开城门接纳刘裕的军队。
慕容超和身边的数十人出城逃跑，被刘裕的军队抓住。刘裕数说慕容超不投降的罪状，慕容超神色自若，一言不发，只把母亲托付给刘敬宣而已。
慕容超被押送到建康（今江苏南京），南燕就此灭亡，慕容超在街市被斩首，时年二十六岁。慕容超死后无谥号、庙号，有史家称他为南燕末主。
慕容超同时也是除系出同源的吐谷浑外，五胡十六国时期源自鲜卑慕容部的最后一位帝王。
南燕时期，鲜卑贵族即与汉族士大夫合作，共同统治。慕容德称帝，下诏承认旧士族特权；又建立学官，选公卿以下及二品士门子弟入太学，本地大族势力得以保存和发展。
由于鲜卑贵族和汉族大姓竞相荫庇人口，形成“百室合户”、“千丁共籍”的局面，严重影响国家的赋役征发。慕容德下令检括户口，出荫户5.8万。还立铁冶，置盐官，以增加国库收入。
与此同时，占据岭南的卢循、徐道覆趁刘裕领兵在外，于义熙六年（410年）起兵，进攻江州。朝廷急征刘裕，而当时刘裕刚灭南燕，收到诏书就撤还建康。
刘裕至山阳（今江苏淮安市）时知江州刺史何无忌已战死，于是加速回防建康，并于四月赶至。五月，豫州刺史刘毅大败于卢循。
卢循继续东下，而刘裕当时就招募兵众，修治石头城并于当地聚兵。
不过，由于刘裕急急南返，士卒多有伤病，而建康兵力亦不过千人，面对有十多万人的卢循大军显得实力悬殊，然而刘裕坚决不肯接受诸葛长民及孟昶奉安帝北归广陵避敌的建议，决意死战。
卢循军到后停驻蔡洲（今江苏江宁县西南江中），刘裕就以木栅阻断石头城及淮口，修治越城（今江宁县南）并建查浦、药园、廷尉三个堡垒，分兵戍守以御卢循，卢循曾分疑兵进攻白石及查浦，自率大军进攻丹阳郡，但都没有取胜，而且在各县中都无法抢掠到物资，被逼于七月退兵江州。
同年十月，刘裕率刘藩、檀韶、刘敬宣等人进攻卢循，并于十二月以火攻击败卢循船队。卢循败后试图于左里（今鄱阳湖口）挡住刘裕，但刘裕率军奋战，卢循军无法阻挡而大败，卢循因而南逃广州。
刘裕早于卢循撤出蔡洲后，就已派孙处及沈田子经海路攻占了卢循的根据地番禺，卢循一再败逃，终为交州被刺史杜慧度所杀。
刘裕于义熙七年（411年）班师回到建康，受太尉、中书监职位。次年（412年）四月，朝廷以刘毅为荆州刺史。
此时，刘毅还割据着豫州、江州，都督荆宁秦雍四州及司州之河东河南广平、扬州之义城四郡诸军事，雄兵一方，其弟刘藩同时还占据着兖州，势力范围包括长江中上游的大部分地区。
而刘毅自以能力不亚于刘裕，甚不服在刘裕以下，他表面上拥戴刘裕，内心却极度妒恨，刘裕虽每每以宽柔随顺他，但刘毅骄纵跋扈越加严重。
多次阻扰刘裕推行政令和布置人事。并打算扩充自己势力，伺机打垮刘裕。
他亦得朝中有名望人士归心交结，故此迁镇荆州时就将大部分豫州府属及江州的军队都带去荆州，到任后又重新调度荆州郡县首长，更以患病为由请堂弟刘藩去做他副手。
刘裕知其有异心，于是假意答允其请求。但就乘刘藩自兖州治所广陵入朝时就指称他与谢混图谋不轨，便奏报朝廷，将二人赐死。
接着刘裕就亲自率军自建康出发讨伐刘毅。他命王弘、王镇恶、蒯恩等率兵进至豫章口，包抄江陵，切断刘毅援兵的进军之路，并在江津烧毁舟船而向前挺进。
刘毅部下参军朱显之与刘裕前锋大将王镇恶相遇，率领所属一千人奔赴江陵保护刘毅。王镇恶等攻克江陵外城，刘毅固守内城，精锐士卒尚有数千人，两军一直战至太阳西斜。
王镇恶将刘裕招抚城内士兵和百姓的书信送进城内，以示众人。刘毅恼怒，径直烧毁书信，一面督促自己亲信的援军到来，一面督促士卒死战。
众军知道刘裕已到，无不失去斗志。天色已暮，刘裕命王镇恶焚烧四周城门，齐力攻打，刘毅部众便纷纷逃散。刘毅从北门出城单骑而逃，在离江陵二十里处的牛牧寺自缢身亡。
刘裕随后率军攻克江陵，诛杀了刘毅的亲信郗僧施，随后又逐步消灭了刘毅的残余势力，吞并豫、江二州。
刘裕到江陵后，鉴于江州、荆州凋敝残破，法令残缺不全，百姓疲惫匮乏，为赋税劳役所困，难以为生。
下令减免税役，并推广到全国，同时对未作军用的州郡县的屯田、池塘、边塞之税，一律免除。对于那些原来因战争需要被征发的奴隶也一律放还。
消灭刘毅后，刘裕又图伐蜀。
义熙八年（412年）十二月，因赏识朱龄石的军事才干和丰富经验，刘裕不顾他人反对，超擢他为益州刺史，命其率臧熹、蒯恩、刘钟和朱林等共领二万人伐蜀。