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刘裕掌权后，一开始不愿像桓玄一样直接篡位自立，他想要开疆拓土、建功立业，取得更高的威望。
义熙元年（405），刘裕遣使到后秦，要求后秦归还之前占领的南乡、顺阳、新野、舞阴等淮北诸郡。后秦皇帝姚兴鉴于西面战事吃紧，不想再与刘裕为敌，于是答应将淮北的南乡、顺阳、新野、舞阴等十二郡全部归还。
但东晋边境依然没有得到刘裕想要的太平。义熙五年（409），南燕皇帝慕容超纵兵侵扰东晋边境，甚至把两郡太守都掳走了，于是刘裕再度挥师北伐。
同年四月，刘裕从建康出发，乘舟抵达下邳，留下船舰、辎重后，由陆路到琅琊。为了防止燕军断其后路，刘裕命令士兵遍筑城垒，并留下一定兵力防守，可谓步步为营。大军一路势如破竹，大败段晖。慕容超逃到广固，据守广固城，并派人去后秦求援。
后秦皇帝姚兴安抚来使，声言将派卫将军姚强率军救援南燕，同时派使者去见刘裕，声称秦国已派出十万大军驻扎在洛阳，如果晋军执意攻打燕国，秦军必不会坐视不管。刘裕却识破姚兴是在虚张声势，他对部下说：“如果他们真的出兵，只会偷偷出兵，怎么会派人来告诉我们呢？”果然，后秦此时正在与夏国交战，自顾不暇。
慕容超在广固久不见援军，只得与刘裕谈判，请求以大岘山为边界，向东晋称藩，晋军此时已占据优势，刘裕并未同意。义熙六年（410）二月，南燕尚书悦寿打开城门投降，晋军进入广固城。慕容超率数十骑突围而走，最终被晋军追捕，送至建康斩首，南燕就此灭亡。
刘裕讨伐南燕期间，却差点被人抄了老家。卢循、徐道趁机起兵，进攻江州，危及建康，江州刺史何无忌战死。刘裕得到战报后，赶紧带兵回援。双方兵力悬殊，晋军难以抵抗，刘裕拒绝了部下迁都的建议，坚持死战，最终以少胜多，战胜敌军。
义熙八年（412），原北府军将领、荆州刺史刘毅起兵反叛，刘裕率军攻克江陵，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。同年，刘裕发兵讨伐谯蜀，巴蜀地区也被纳入晋朝的版图。
义熙十一年（415），司马休之联合雍州刺史鲁宗之起兵。刘裕击败司马休之大军，吞并荆、扬二州，司马休之及鲁宗之北投后秦。
于是自桓玄作乱以来，南方的各大割据势力全部被消灭，结束了东晋党派林立的局面，朝廷政令得以顺利执行。
同年，后秦皇帝姚兴去世，其子姚泓继位。刘裕认为消灭后秦的时机已到，于是亲自率军北伐。他派大将王镇恶为先锋，兵分四路，向北进发。
当时，北魏已经开始强大起来，其势力已经发展到黄河北岸。后秦皇帝姚泓向北魏拓跋嗣求援，于是北魏集结了十万大军在黄河北岸，威胁晋军，于是刘裕率军攻打魏军。刘裕打退魏军后，打通了沿黄河西进的道路，顺利西进。此时，王镇恶已经攻下洛阳，在潼关和刘裕的水军会师。接着刘裕派王镇恶攻下长安，灭了后秦。
这些卓越的军功让刘裕在朝廷的地位达到了无人可及的地步，他自己的野心也开始膨胀。过了几年，晋安帝去世，刘裕认为时机成熟，就派人劝说刚刚即位的晋恭帝禅让帝位。元熙二年（420），刘裕即位做了皇帝，改国号为“宋”，改元永初，史称宋武帝。