孙恩不久转屯郁洲（今江苏灌云县东北），朝廷以刘裕为建武将军、下邳太守，讨伐孙恩，多次交战后大破对方，令其势力转弱而南撤。刘裕接着追击，又再败孙恩，令其再度逃到海岛。次年孙恩就被消灭。
建义讨桓.元兴元年（402年），骠骑大将军司马元显下令讨伐荆州刺史桓玄，并以刘牢之为前锋。桓玄率军兵临建康时，刘裕请求进攻，但刘牢之不肯，反而想叛归桓玄。刘裕当时与何无忌极力谏止但都无效，刘牢之终向桓玄请降，桓玄亦顺利消灭司马元显的势力，掌握朝政。事后桓玄调刘牢之为会稽内史以削其军权，刘牢之图据广