劉牢之留次溧州，靜待好音，好幾日才見朝命，但授爲會稽內史。牢之驚歎道：“今日便奪我兵權，禍在目前了。”已而敬宣自建康馳至，乃是討差出來，佯稱替玄慰諭，暗中卻爲父設謀，進襲桓玄。牢之遲疑未決，私召劉裕入商道：“我悔不用卿言，致爲桓玄所賣。今欲北趨廣陵，聯結高雅之等，起兵討逆，卿可從我去否”裕答道：“將軍率勁卒數萬，望風降玄，今玄已得志，威震天下，朝野人士，已失望將軍，將軍豈尚能再振麼裕只有棄官歸裏，不敢再從將軍。”言畢即退，出外遇着何無忌。無忌密問道：“汝將何往”裕與語道：“我觀劉公必不能免，卿不若隨我至京口。桓玄若守臣節，我與卿不妨事玄，否則與卿圖玄便了。”無忌依議，也不向牢之告辭，竟偕裕同往京口去了。牢之大集僚佐，擬據住江北，糾衆討玄。參軍劉襲進言道：“天下惟一反字，最悖情理，將軍前反王兗州，指王恭。近日反司馬郎君，指元顯。今又欲反桓玄，一人三反，如何自立”這數句話說得牢之瞠目結舌，無言可答。襲亦退出，飄然自去。佐史亦多半散走。牢之驚懼，使敬宣至京口迎家眷。敬宣愆期不還，牢之還道是機謀已泄，爲玄所殺，乃率部曲北走。到了新洲，部衆散盡，牢之悔恨已極，且恐玄軍追來，竟解帶懸林，自縊而死。真是死得不值。尚有左右數人，代爲棺殮，草草了事。及敬宣奔至，驚悉牢之早死，無暇舉哀，匆匆渡江，逃往廣陵。桓玄聞報，命將牢之斲棺梟首，曝屍市中。牢之驍勇過人，當時推爲健將，惟故太傅謝安在日，嘗說牢之器小，不可獨任，獨任必敗，至是果如安言。
桓玄又僞示謙恭，讓去丞相，改官太尉，兼領豫州刺史，餘官如故。國家大事，俱就諮詢，小事乃決諸尚書令桓謙，及丹陽尹卞範之。自從安帝嗣位以來，會稽父子，秉權亂政，鬧得一蹋糊塗。玄初入建康，黜奸佞，攬賢豪，都下人民，欣然望治。過了月餘，玄即奢侈無度，政令失常，朋黨互起，凌侮朝廷，甚至宮中供奉，亦隱加尅扣。安帝以下，不免飢寒；再加三吳大飢，民多餓死。臨海永嘉，又遭孫恩盧循等侵掠，十室九空，百姓流離死亡，苦不勝言。桓玄出屯姑孰意欲撫安東土，乃遣人招致盧循，使爲永嘉太守。循雖然受命，仍是暗中劫奪，騷擾不休。玄卻自詡有功，隱諷朝廷，錄取前後勳績，加封豫章桂陽諸郡公。又復表辭不受，暗囑有司爲子侄請封。晉廷怎敢不依，因封玄子昇爲豫章公，玄兄子濬爲桂陽公。樂得炫赫。一面鉤求異黨，再殺吳興太守高素，將軍竺謙之劉襲等人
越年二月，玄上表申請，願率諸軍討平關洛，有詔授玄爲大將軍。玄命整繕舟師，先制輕舸數艘，裝載服玩書畫。有人問爲何因玄答道：“兵兇戰危，倘有意外，當使輕便易運，免爲敵人所掠呢。”這語一傳，大衆始知他飾辭北伐，其實爲求封大將軍起見。果然不到數日，朝旨復下，飭玄緩進。玄借朝命宣示將士，不復出兵。一味詐僞。已而荊州刺史桓偉病死，玄令桓修繼任。從事中郎曹靖之說玄道：“謙修兄弟，專據內外，權勢太重，不可不防。”玄乃令南郡相桓石康爲荊州刺史，石康爲玄從弟，仍系桓氏親屬，曹靖之徒費脣舌，反多爲桓氏增一羽翼罷了。侍中殷仲文，散騎常侍卞範之，爲玄心腹，密勸玄早日受禪，且由仲文起草，代撰九錫文及冊命，玄當然心喜。朝右大臣，統是玄黨，便即迫安帝下詔，冊命玄爲相國，總百揆，晉封楚王，領南郡南平宜都天門零陵營陽桂陽衡陽義平十郡，加九錫典禮，得置丞相以下官屬。桓謙進任衛將軍，錄尚書事。王謐爲中書監，領司徒，桓胤爲中書令，桓修爲撫軍大將軍。
時劉裕爲彭城內史，修因召裕密問道：“楚王勳德崇隆，中外屬望，聞朝廷將俯順人情，仿行揖讓故事，卿意以爲何如”裕應聲道：“楚王爲宣武令嗣，溫諡宣武，見前文。勳德蓋世，宜膺大寶。況晉室衰弱，民望久移，乘運禪代，有何不可”看到後文，實是請君入甕。修欣然道：“卿以爲可，還有何人敢雲不可呢”裕暗笑而退。
新野人庾仄，爲殷仲堪舊黨，聞玄謀篡逆，即糾衆襲擊襄陽，逐走刺史馮該。當下闢地爲壇，祭晉七廟祖靈，禡師誓衆，傳檄討玄，也是漢翟義流亞，故特敘入。江陵震動。適值桓石康蒞鎮，引兵攻襄陽，仄出戰敗績，奔投後秦。玄僞欲避嫌，自請歸藩。桓修等入白安帝，請帝手詔慰留，安帝不得不從。玄又詐言錢塘臨平湖忽開，江州有甘露下降，使百僚集賀廟堂，矯詔謂：“相國至德，感格神祗，所以有此嘉瑞”云云。玄復自思前代受命，多得隱士，乃特徵前朝高隱皇甫謐六世孫希之，爲著作郎，又使希之固辭不就，然後下詔旌禮，號爲高士，時人譏爲充隱。都人士有法書好畫，及佳園美宅，必爲玄所垂涎，嘗誘令賭博，使作孤注，得勝便取爲己有。生平尤愛珠玉，玩不釋手，至逆謀已成，遂假傳內旨，加玄冕十有二旒，建天子旌旗，出警入蹕，車駕六馬，樂舞八佾，妃得稱王后，世子得稱太子。卞範之便代草禪詔，迫令臨川王司馬寶，持入宮中，脅安帝照文謄錄，蓋用御印，當即發出。越宿，逼帝臨軒，交出璽綬，遣令司徒王謐齎給楚王，復徙帝出居永安宮。又越宿，遷太廟神主至琅琊廟，逼何皇后系穆帝后，嘗居永安宮。及琅琊王德文，出居司徒府。何皇后行過太廟，停輿慟哭，哀感路人；後來爲玄所聞，勃然怒道：“天下禪代，不自我始，與何氏婦女何涉，乃無端妄哭呢”你既要笑，何後怎得不哭