当年就改都督徐豫兖青扬五州诸军事、徐州刺史，以北中郎府并入中军将军府，出镇京口。太元元年（376年），因谢安打算以外戚王蕴出镇，于是让桓沖解任徐州刺史，迁为车骑将军、都督豫州之历阳淮南庐江安丰襄城及江州之寻阳二州六郡诸军事，改镇姑孰。同年前秦攻伐前凉，桓沖与兄长征西大将军桓豁合作，派了豫州刺史桓伊进军寿阳，淮南太守刘波率水军进兵淮、泗一带，与桓豁所命进攻沔、汉一带的军队共同侵扰前秦以减轻前凉的压力。及后收到前凉覆亡的消息就罢军。
驻镇荆州.太元二年（377年），桓豁去世，桓