与谢氏于东西两边协力防御前秦的进攻，助东晋于淝水之战中获胜，但于战后翌年病逝。桓沖在东晋官至车骑将军，故被称为桓车骑。后桓玄称帝，追赠太傅、宣城王。
生平.
随兄北伐.桓沖初任鹰扬将军、镇蛮护军、西阳太守。永和十年（354年），桓沖跟随桓温北伐前秦，更在白鹿原击败苻雄。战后因功迁都督南阳、襄阳、新野、义阳、顺阳、雍州之京兆及扬州之义成七郡军事、宁朔将军、义成新野二郡太守，镇襄阳。永和十二年（356年），桓沖再随桓温北伐，最终姚襄兵败逃走，据有洛阳的周成投降，收