桓玄挟持皇帝乘一艘船向西逃跑，把永安何皇后和王皇后留在巴陵。殷仲文当时在桓玄的船上，请求出去到别的船上收集逃散的士兵，趁机背叛了桓玄，侍奉两位皇后逃往夏口，随后返回建康。
己卯日，桓玄和皇帝进入江陵。冯该劝他再向下游作战，桓玄不听，想逃到汉中投靠桓希，但人心涣散，命令无法施行。庚辰日夜里，桓玄安排好准备出发，城内已经大乱，他就和一百多个亲近心腹骑马从城西逃走。到城门时，身边的人在暗处砍他，没砍中，他的部下互相残杀，尸体横七竖八。桓玄勉强到了船上，身边的人都散开了，只有卞范之在身边。
辛巳日，荆州别驾王康产侍奉皇帝进入南郡府舍，太守王腾之率领文武官员担任侍卫。
桓玄准备去汉中，屯骑校尉毛修之是毛璩的侄子，引诱桓玄进入蜀地，桓玄听从了他。宁州刺史毛璠是毛璩的弟弟，在任上去世。毛璩派他哥哥的孙子毛佑之和参军费恬率领几百人，送毛璠的灵柩回江陵。壬午日，在枚回洲遇上桓玄。毛佑之、费恬迎击桓玄，箭下如雨，桓玄的宠臣丁仙期、万盖等人用身体遮挡桓玄，都死了。益州督护汉嘉人冯迁拔刀上前要杀桓玄，桓玄拔下头上的玉导给他，说：“你是什么人，敢杀天子！”冯迁说：“我杀的是天子的叛贼！”于是斩杀了桓玄，又杀了桓石康、桓浚、庾赜之，抓住桓昺送到江陵，在街市上斩首。皇帝在江陵恢复帝位，任命毛修之为骁骑将军。甲申日，宣布大赦，那些因畏惧逼迫而跟随叛逆的人一概不追究。戊寅日，把神主送进太庙。刘毅等人传送桓玄的首级，挂在大桁上示众。
刘毅等人打了胜仗后，认为大事已定，不急于追击，又遇上大风，船只不能前进，桓玄死了将近十天，各路军队还没到。当时桓谦藏在沮中，扬武将军桓振藏在华容浦，桓玄过去的将领王稚徽戍守巴陵，派人报告桓振说“桓歆已经攻克京城，冯稚又攻克了寻阳，刘毅等人的军队都在中途败退了”。桓振大喜，聚集党羽二百人，袭击江陵，桓谦也聚集部众响应他。闰月己丑日，又攻陷江陵，杀了王康产、王腾之。桓振在行宫见到皇帝，跃马挥戈，一直冲到台阶下，问桓昺在哪里。听说桓昺已经死了，瞪着眼睛对皇帝说：“我们家族哪里对不起国家，却被这样屠杀灭族！”琅邪王司马德文走下座位对他说：“这难道是我们兄弟的意思吗！”桓振想杀皇帝，桓谦苦苦劝阻，他才下马，表情严肃地行礼后出去。壬辰日，桓振为桓玄举办丧事，设立灵堂，谥号为武悼皇帝。
癸巳日，桓谦等人率领群臣向皇帝献上玉玺绶带，说：“主上效法尧禅让给舜，如今楚国国运不长，百姓的心又回归晋朝了。”任命琅邪王司马德文领徐州刺史，桓振为都督八州诸军事、荆州刺史，桓谦恢复为侍中、卫将军，加授江、豫二州刺史，皇帝身边的侍从，都是桓振的心腹。
桓振年轻时品行不端，桓玄不把他当侄子看待。到这时，他感叹说：“叔父过去不早点任用我，才导致这样的失败。如果叔父还在，我做前锋，平定天下不在话下。现在独自做这些事，能有什么归宿呢？”于是放纵地沉迷酒色，肆意杀人。桓谦劝桓振领兵向下游作战，自己驻守江陵，桓振一向轻视桓谦，不听他的话。
刘毅到了巴陵，诛杀了王稚徽。何无忌、刘道规在马头进攻桓谦，在龙泉进攻桓蔚，都打败了他们。桓蔚是桓秘的儿子。
何无忌想乘胜直逼江陵，刘道规说：“兵法讲究有进有退，不能冒进。桓氏几代住在西楚，部下都为他们尽力；桓振勇猛冠绝三军，难以和他争胜。暂且可以休整军队，养精蓄锐，慢慢用计策牵制他，不愁不能攻克。”何无忌不听。桓振在灵溪迎战，冯该领兵与他会合，何无忌等人大败，死了一千多人。退回寻阳，和刘毅等人上奏章请罪。刘裕因为刘毅统领各路军队，免去他的青州刺史职务。桓振任命桓蔚为雍州刺史，镇守襄阳。
柳约之、罗述、甄季之听说桓玄死了，从白帝进军，到了枝江，听说何无忌等人在灵溪战败，也领兵退回。不久，罗述、甄季之都病了，柳约之到桓振那里假装投降，想谋划袭击桓振，事情泄露，桓振杀了他。柳约之的司马时延祖、涪陵太守文处茂收集他剩余的部众，