后秦多次收纳晋朝叛贼，并且出兵助乱，刘裕就以此为由召集诸文武商议伐秦事宜。这时又有消息传来，秦主姚兴病死，太子姚泓继位。刘裕笑道”姚兴还算有点本事，对付他颇需动些脑筋。姚泓乳臭小儿，不足多虑。哈哈，此乃天赐艮机！”诸将多数都赞同。
这时宁州方面有官吏派人来献给刘裕琥珀枕，刘裕当即命人捶碎。刘裕起自布衣，深知稼穑之艰难，如今身虽富贵，却极为节俭，衣饰不重锦绣，不喜奢丽之物。其贴身之衣为贫贱时臧夫人亲手所缝制，经无数次缝补都未弃掉。所住床头屏障为土所做，壁上唯挂葛布灯笼、粗麻绳拂。刘穆之言道“大尉之俭，众人皆知。如今民间亦争效节俭，奢华之风为之一除。太尉身自垂范，其利甚巨。不过我听说琥珀治疗创伤效果很好，太尉可以一试。”刘裕随即将此碎枕分赐与诸将士。众军士大悦，皆愿为太慰效命，思奋不已。
一切谋划妥当后，416年8月，刘裕发动十五万大军水陆并举，大举北伐。令王镇恶、檀道济等为前锋，将四万余步军经淮水、淝水进兵许昌洛阳；朱超石、胡藩进兵南阳、阳城；令沈田子、傅弘之带领少数军队为疑兵，进向武关；沈林子与刘遵考领一路水军出石门，自汴水进入黄河；王仲德为水军大众之前锋，凿巨野开水道入黄河，刘裕亲率大军继王仲德之后而进。临发之际，刘穆之对王镇恶说道“刘公委卿以伐秦重任，勉之！”王镇恶言道“若不克关中，吾誓不复渡江。”
王镇恶、檀道济入秦境后分兵攻掠城池。大军所向，皆望风附款。檀道济率前军已进至许昌，姚垣派大将杨业出城来战。杨业跨马持枪，驰杀数十人后直奔至檀道济跟前，道济挺枪力战，兵交数合后檀道济已一把将杨业之枪夺了过来，接着一枪洞透其胸。随后又将杨业之枪掷出，一敌将中枪飞了起来，落地时又砸翻一骑。晋军乘势冲荡敌军，秦兵大败。许昌城也很快被攻克，姚垣被生擒。
许昌失守的消息传到长安，秦主姚泓大惧，急召群臣商议应敌之策。东平公姚绍说道“晋前锋既过许昌，我们应速将西北安定城军民迁入京城地区，可得精兵十万，守备力量足以抗晋”仆射梁喜持反对意见，说“不可。若无安定，夏王勃勃可直接进至郿城。到到时南北交攻，我们何以应付？因此齐王姚恢之镇守不宜轻动。我大秦关中兵马精良，足以与贼裕抗衡。”姚泓赞同道“爱卿之言甚是。”吏部郎懿横急言道“姚恢多次阻夏入侵，有大功于国。先主龙飞，陛下还没有加以殊赏来安慰其心。再说安定城孤悬于西北为死地，居民思迁者十有其九。如果陛下不征其还朝，姚恢若举数万精兵自来，将何以处之？外敌逼迫之际岂容再有内乱？”姚泓一脸不屑的说道“若其果有二心，将他征来岂不是加速祸患。还是让他继续镇守西北较为妥当。”
九月，刘裕的十万大军到达彭城。时值重阳节，刘裕在戏马台大宴官兵，赐将士遍饮菊花酒。戏马台是项羽灭秦后，在彭城南山之上，构筑崇台所建，以观戏马、演武阅兵。刘裕望着十万甲士，远与天地相接，铠甲鲜明光芒夺日，呵气成风，踏步如雷。豪情油然而生，北伐更是志在必得。诸士人赋辞助兴。此次北伐，刘裕带上最喜爱的儿子刘义真同行。刘义真年仅十岁，即能上马骑射，下马赋诗，颇有文武才。这时他做了一首卿云赞：“非烟非云，曳紫流光。悬华曜藻，奄郁台堂。粤予休明，震乎珍祥。积庆有文，灵贶无疆。”群臣皆称赞叫好。
当月，王仲德所领水军先锋已入黄河，西向进军，即将进入魏朝国境。在黄河南岸镇守滑台的魏将尉建畏惧大军之来，弃城北渡而逃走。王仲德入滑台后，派使者去魏国说道“我朝已准备好七万匹布帛，想向贵国借道。不料没还入境，贵国之守已经离去。“魏主拓跋嗣大怒，立派叔孙建、公孙表捉拿尉建并引兵渡河，将尉建于城下斩首，尸体投入河中。之后叔孙建、公孙表令军士扬旗鸣鼓靠近晋军，叔孙建向王仲德遥呼道，“魏晋两国一向井水不犯河水，奈何无故侵犯我国领土？”仲德使竺和之回道“刘太尉使王仲德将军由黄河入洛阳，欲收复我国故地。此行仅为借道，绝无侵犯贵国之意。现今暂借空城休息士兵，不久就离开，此城仍属贵国。将军不必扬旗鸣鼓向我军示威吧!”
拓跋嗣又派出使者去向刘裕问责，刘裕不愿此时再结强敌，便谦言谢道“洛阳，晋之旧都，关中，晋之故地。今皆为羌族所据。我国久想收复故土，况且后秦收纳我朝叛臣并多次出兵助乱，实为我国之巨患。此次伐秦，仅向贵国借道，绝对不敢冒犯贵国。”
十月，朱超石攻下阳城，檀道济攻下荥阳，沈林子水师也攻下苍垣、石门，三路军会和直逼洛阳。镇守洛阳的姚洸，急忙遣使向长安求救兵。姚泓急派姚益男与阎生将步卒一万，骑兵四千助守洛阳，又派姚懿南屯陕城为之声援。赵玄言于姚洸“晋寇深入，人情震骇，我们众寡不敌，出战若不捷，大事去矣。当下之急应收敛诸处戍卒，固守金墉城等待西师救援。金墉不克，晋人必不敢越我而西。只需坚守数日，援军来到，晋师已老，我们到时可坐收其弊。”当时姚洸的司马姚禹已暗自通降于檀道济，他说道“殿下以英武之略，镇守重城，不战而示敌以弱，怕朝庭会加以谴责啊！”姚洸怒道“哼，岛夷之辈在我面逞威风，我岂能容忍！”