夏王刘勃勃率领两万骑兵进攻后秦，劫掠平凉地区的七千多户少数民族部落，进军驻守依力川（今甘肃平凉东南）。
己巳日（十一日），刘裕从建康出发，率领水军从淮河进入泗水。五月，抵达下邳（今江苏徐州邳州南），留下船只和军用物资，率领步兵向琅邪（今山东临沂北）进军。所经过的地方都修筑城池，留下士兵防守。有人对刘裕说：“燕人如果堵塞大岘山（今山东潍坊临朐西南，是进入山东半岛的要道）的险要地段，或者坚壁清野（烧毁粮草，转移百姓），我们大军深入敌境，不仅会无功而返，还可能无法撤回，怎么办？” 刘裕说：“我已经考虑得很周全了。鲜卑人贪婪，没有长远打算，前进时贪图劫掠的利益，后退时吝惜田里的庄稼，他们认为我们孤军深入，不能持久，只会进据临朐（今山东潍坊临朐），退守广固（今山东潍坊青州西北，南燕都城），一定不会据守险要、坚壁清野，我敢向各位保证。”
南燕主慕容超听说晋军来攻，召集群臣商议对策。征虏将军公孙五楼说：“晋军轻便勇猛，利于速战，不能和他们正面交锋。应当据守大岘山，让晋军无法进入，拖延时间，消磨他们的锐气，然后挑选两千精锐骑兵，沿海向南进军，切断晋军的粮道；另外命令段晖率领兖州的军队，沿山东下，前后夹击晋军，这是上策。或者命令各郡县官员依据险要地形自卫，除了保留必要的物资储备外，其余全部烧毁，铲除田里的庄稼，让晋军没有物资可掠夺，他们孤军深入，没有粮食，又无法交战，十天一个月之内，就能坐待晋军溃败，这是中策。如果放纵晋军进入大岘山，再出城迎战，这是下策。” 慕容超说：“今年岁星在齐地（南燕疆域），从天道推算，我们不战自胜。晋军远道而来，疲惫不堪，从人事来看，他们也不能持久。我占据五州之地，拥有富庶的百姓，数万精锐骑兵，田里的庄稼遍布原野，为什么要铲除庄稼、迁徙百姓，削弱自己呢！不如放纵晋军进入大岘山，用精锐骑兵冲击他们，还怕不能取胜吗！” 辅国将军广宁王贺赖卢苦苦劝谏，慕容超不听，贺赖卢退下后对公孙五楼说：“如果真这样做，亡国就没多久了！” 太尉桂林王慕容镇说：“陛下如果认为骑兵适合在平地作战，应当出兵大岘山迎战，就算战败，还能退守；不该放纵敌人进入腹地，坐待敌人围攻，这太像刘璋（东汉末年益州牧，迎刘备入蜀，最终亡国）了。今年国家灭亡，我一定会为国而死。您是中原士人，到时又要沦为异族统治下的文身之人（指被少数民族统治）了。” 慕容超听说后大怒，把慕容镇关进监狱。随后，慕容超撤回莒城（今山东日照莒县）、梁父（今山东泰安东南）的守军，修缮广固的城墙壕沟，挑选士兵战马，准备抵抗晋军。
刘裕率军通过大岘山，没遇到南燕军队的抵抗。刘裕抬手指向天空，脸上露出喜悦的神色。身边的人问：“您还没见到敌人就先高兴，为什么？” 刘裕说：“军队已经通过险要地段，士兵有必死的决心；田里还有未收割的庄稼，我们没有缺粮的担忧。敌人已经落入我的手掌心了。” 六月，己巳日（十二日），刘裕抵达东莞（今山东临沂沂水东北）。慕容超先派公孙五楼、贺赖卢以及左将军段晖等人，率领五万步兵骑兵驻守临朐，听说晋军已进入大岘山，亲自率领四万步兵骑兵前往临朐会合，让公孙五楼率领骑兵进据巨蔑水（今山东潍坊临朐境内的弥河）。晋军前锋孟龙符与公孙五楼交战，击败了他，公孙五楼撤退。刘裕用四千辆战车组成左右两翼，并排前进，与南燕军队在临朐以南交战，直到傍晚，胜负还未分。参军胡籓对刘裕说：“燕军把全部兵力都投入战场，临朐城中的守军一定很少，希望能派一支奇兵从小路夺取临朐城，这就像当年韩信破赵（背水一战，奇袭赵营）的战术。” 刘裕派胡籓以及谘议参军檀韶、建威将军河内人向弥，暗中率领军队绕到南燕军队后方，进攻临朐，还故意声称是从海路赶来的轻装部队。向弥身穿铠甲，率先登城，于是攻克临朐。慕容超大惊，单人匹马逃到城南，投奔段晖。刘裕趁机指挥军队奋勇进攻，南燕军队大败，斩杀段晖等十多名大将，慕容超逃回广固，晋军缴获了南燕的玉玺、皇帝车驾以及象征皇权的豹尾。刘裕乘胜追击，抵达广固，丙子日（十九日），攻克广固外城，慕容超收拢部众退守内城。刘裕修筑长墙包围内城，墙高三丈，挖掘三道壕沟；同时安抚接纳投降归附的人，选拔贤才俊士，汉族人和少数民族人都很高兴。于是，晋军依靠齐地的粮食储备，停止了从长江、淮河地区的漕运。
慕容超派尚书郎张纲向后秦求救，同时赦免桂林王慕容镇，任命他为录尚书事、都督中外诸军事，召见他，向他道歉，并询问对策。慕容镇说