東晉實施的數次北伐，主要從三個方向展開∶一個是從荊州北上，另一個是從淮泗北上進入黃河，第三個是從淮河向西北攻擊前進，進入河南的東南部，奪占許昌、項城、開封等地。
桓溫北伐前秦就是從荊州入武關，進入關中；他北伐前燕則是從淮泗北上，進入黃河；而祖逖北伐則大致走的是第三條進軍路線。
就打擊後秦來說，最捷徑的路線當屬從荊州北上，入南陽盆地，穿越武關，進入關中腹地。
走這條路線的好處就在於∶距離最短，效率最高。
但是，不利方面也是顯而易見的，道路崎嶇，部隊補給困難。
除此以外，對劉裕而言，以荊州地區為戰役出發點，還有著現實的困難，那就是，劉裕把司馬休之從荊州地區趕走還不足一年，而司馬休之在荊江地區深得民心。
一旦大軍來到荊州，勢必增加荊州地區百姓的負擔，可能會引發新的騷動。
後秦深入在中原的重要據點大致有七個∶
一是許昌。
許昌東南距離項城、西北距離洛陽均二百餘裡，屬潁川郡。
如果說河南是天下之中，那麼許昌就是河南之中，這裡不僅是進攻洛陽的必經之路，而且是北伐軍的輜重中轉站，地理位置十分重要。
二是滑臺。
滑臺是黃河的重要渡口，在此駐軍可以監視魏軍，又可以保護大軍水路的暢通。
三是商丘。
它是聯絡淮河流域與黃河流域的節點。
四是倉垣。
它在今天河南省開封市西北，為古汴河盡頭的重鎮。
五是滎陽、汜水關、陽城。
此三地均為屏護洛陽東面的重鎮。
六是洛陽和洛陽以西的澠池及潼關，這是進入關中的門戶。
七是武關。
這是關中平原向東南發展的缺口，又是東南勢力進入關中的奇陘。
否定了主力從左路荊州地區北上以後，劉裕就面臨兩種選擇∶一是主力采取中央突破的戰法，從壽春斜刺裡殺出，直取許昌、洛陽《祖逖路線》；二是主力沿淮泗北上，從青州入黃河，再西進《桓溫伐前燕路線》。
如果采取祖逖路線，運送大軍物資的部隊仍將從淮泗入黃河，因為不論是從汴河或者是從陸路運送糧草，都無法滿足大部隊的需要。
這樣一來，輜重部隊極易受到北魏軍的攻擊。
此時的滑臺等地仍在北魏之手，北魏態度暖昧，隻有對其保持威壓，才能有效地避免雙方不必要的沖突。
所以，大軍隻能沿著桓溫伐燕的路線北上。
確定了大軍的行軍路線後，在具體分配戰鬥任務上，顯示出了劉裕獨具的匠心。
劉裕計劃主力大軍自淮河泗水北上，開巨野澤，入黃河，再沿黃河一路西上。
在此之前，王懿、檀道濟、王鎮惡等將各自率軍從淮河流域，分道北上對後秦中原地區發起全面進攻，奪占後秦中原許昌、倉垣等重要據點，一方面保護大軍側翼安全，另一方面為大軍開路。
前鋒部隊的最終打擊目標是洛陽，在占領洛陽後，等待主力軍隊到來；另派荊州部隊北上南陽，一部入武關作為一支奇兵，另一部轉兵東北，與自淮河而來的晉軍協同，攻陷許昌。
在以攻陷洛陽為目標的戰役第一階段，劉裕則駐軍彭城，起到承上啟下，既聲援前鋒部隊的戰鬥，又監視北魏軍的舉動，還能起到震懾國內的作用。
在一切準備就緒後，義熙十二年《公元416年》八月十二日，劉裕大軍開始從建康出發，踏上了聲勢浩大的北伐征程。
他命令龍驤將軍王鎮惡、冠軍將軍檀道濟率領步兵從淮河、泗水方向向西北攻擊前進，目標直指許昌和洛陽，掃清後秦在豫東地區的各個據點，王鎮惡和檀道濟兩人分配的具體任務是∶王鎮惡所部從淝水北上，進攻商丘，向滎陽前進；檀道濟所部則是從潁水向西北進發，進攻項城，朝許昌挺進。
然後，兩部在洛陽城下會師，合圍洛陽。
為了配合王、檀兩支前鋒部隊的戰鬥，劉裕還下令荊州序列的新野太守朱超石、寧朔將軍胡藩從荊州地區北上朝陽城，作為進攻中原的這支前鋒部隊的一支奇兵。
這三支部隊相互協同，形成三隻鐵拳，朝後秦的中原地區砸來。
與這三支部隊一同出發的還有兩支部隊∶
一是劉裕還任命王仲德為前鋒都督，進號征虜將軍，加冀州刺史，由其負責各路前鋒部隊的協同。
王仲德率領龍驤將軍朱牧、寧遠將軍竺靈秀、嚴綱等人沿著大軍即將前行的行動路線，從泗水北上，開挖巨野澤，將淮河流域與黃河流域聯系在一起，便於大軍通過，然後擇機沿黃河西上，為大軍行動創造條件。
二是從荊州軍隊戰鬥序列中另外劃出一支部隊，由振武將軍沈田子、建威將軍傅弘之率領三千人馬，入武關進入關中平原，作為整個大軍進攻關中的一支奇兵，以牽制後秦軍。
從劉裕的部署上看，不僅進攻中原的三支部隊之間相互呼應，而且他們又與王仲德的部隊相互呼應，安排極為縝密。
為了左右分別支援檀道濟、王鎮惡的徐洛軍和王仲德軍，劉裕又命令建武將軍沈林子、彭城內史劉遵考《劉裕族弟》從彭城出發，沿著汴水而上，過倉垣，進攻石門，由此進入黃河。
最後，劉裕自率大軍北上，暫駐彭城。
其實，除了上述進攻部隊以外，根據《晉書·姚興載記》的記載，還有兩支從漢中北上的晉軍∶姚珍從子午谷北上，竇霸從洛谷攻擊前進，每支部隊都有數千人。
後秦皇帝姚泓命令姚萬抵禦竇霸，姚彊抵禦姚珍。
由於晉軍的這兩支奇兵史書沒有下文，一直沒有引起史家的注意。
劉裕的上述部署，可謂十分周密。
仔細研讀劉裕的部署，大約是他在此次伐後秦之中，還有一個不得不考慮的重要因素，那就是北魏的態度。
畢竟，北魏與後秦如今已經結親，北魏的態度不明，假如大軍貿然前進，一旦遭到來自黃河北岸北魏軍的打擊，戰鬥極有可能演變成魏晉之戰。
因此，劉裕在部署的五支前鋒部隊中，就有王懿、沈林子、王鎮惡等三支部隊，沿著黃河南岸攻擊前進。
同時，劉裕任命最外圍的王仲德作為各路前鋒部隊的總指揮，意在北魏發動攻擊後，王仲德能夠迅速調動其他部隊向其靠攏進行抵禦。
並且，劉裕大軍駐屯在彭城不急於進攻，目的就是等到王仲德假道成功以後，再決定下一步會師洛陽。
同時，劉裕命令各路大軍在推進到洛陽以後，停止繼續西進，其本意也在於，摸清北魏的真實意思後，再做決定。
整個北伐軍的總人數不詳，在這數支部隊中，僅有沈田子與傅弘之所部和胡藩、朱超石所部，史料明確記載分別為三千人和五千人，其他部隊人數均缺載。
但後人根據戰役的進展情況推測，劉裕的數支前鋒部隊總人數當在三萬到五萬之間，而劉裕的主力大軍人數當在十萬左右，整個北伐軍人數不下十五萬之眾。
義熙十二年《公元416年》九月，劉裕抵達彭城，加領徐州刺史，在這裡，他接見了住在當地的王玄謨。
王玄謨，字彥德，祖籍太原，為太原王氏的一支。
劉裕與王玄謨交談以後，為其學識所傾倒，立即任命其為從事史。
進入後秦國境的各路晉軍均進展順利。
冠軍將軍檀道濟、龍驤將軍王鎮惡這兩支部隊擔負從中路直搗許昌、洛陽的任務，他們奪占潁口《安徽潁上東南》後，進入後秦國境。
後秦漆丘《河南商丘東北》守將王茍生以漆丘投降王鎮惡，徐州刺史姚掌以項城《河南項城東北》投降檀道濟。
晉軍所到之處，後秦守軍均望風投降，隻有新蔡太守董遵固守不降，檀道濟率軍將新蔡攻破，將董遵誅殺。
晉軍乘勝向西北挺進，又一舉攻克了許昌、邵陵《河南郾城東》，活捉後秦潁川太守姚坦及其大將楊業。
與檀道濟、王鎮惡之軍沿汴河平行推進的晉軍建武將軍沈林子、彭城內史劉遵考所部，也一路朝倉垣《河南開封境內》殺來。
襄邑《河南睢縣》人董神虎聚集了一千多名義從，投降了晉軍，劉裕將其任命為參軍。
晉軍與董神虎的部隊一起進攻倉垣，將其攻克，後秦兗州刺史韋華歸降。
戰後，董神虎擅自脫離晉軍，被沈林子誅殺。
至此，在短短不足一月的時間裡，晉軍進展神速。
中路晉軍已經進入後秦中原腹地，準備向洛陽進發；同屬中路的另外一支軍隊也掃清了豫東北地區，飲馬黃河了。
當聽到晉軍大舉進攻的消息後，後秦東平公姚紹回到了長安。
三個月以前，後秦軍隊剛剛與赫連勃勃的夏軍在上邦、陰密、安定、雍城等地激戰，與楊盛的仇池軍在陳倉等地搏殺，與平陽的數萬並州胡鏖戰，還沒等後秦軍稍微喘口氣，晉軍又鋪天蓋地地殺來了。
東平公姚紹面見後秦主姚泓，他說∶『晉軍已經推進到許昌以西，豫州與安定距離遙遠，難以救援，應將安定周邊的部眾都遷往京師，可選拔十萬精兵，即使大夏和東晉一起發動進攻，也不足深憂。
如果不如此，晉軍進攻豫州，而赫連勃勃入寇安定，那該如何是好機不可失，請從速決斷！』
尚書梁喜卻提出不同意見，他說∶『鎮守安定的齊公姚恢，雄武有威名，素來被嶺北各族所忌憚，而鎮守此地的部眾也都與夏軍結下了血海深仇，理應誓死固守。
赫連勃勃終歸難以越過安定，深入國境進攻長安。
假設丟掉了安定，夏軍將會很輕易地兵臨雍城和郿縣城下。
如今，關中部隊足夠抵禦夏軍，豈能尚無危險，就自我削弱呢?』
安定，是扼守嶺北高地向長安的門戶，梁喜的話也不無道理，姚泓采納了他的意見。
這時，吏部郎懿橫偷勸說姚泓道∶『齊王曾有功於陛下，但自從陛下登基以來，卻沒有對其加以賞賜，安撫其心。
在外將他置之死地，在內朝政又不容其置喙。
安定密邇敵寇，十分之九的居民都想要內遷，假設齊王率領四萬精兵，趁機兵臨京師，該如何是好?倒不如將其征召回京師，以安慰其心』
姚泓卻說∶『如果姚恢心懷奸計，將其征召回來，恰恰會加速災禍的到來』因此，拒絕采納。
在中路王鎮惡、檀道濟和沈林子、劉遵考之軍順利攻陷許昌、石門一線的同時，從彭城沿著王仲德率領的水軍也挖開了巨野澤的水道，進入黃河，並沿著黃河西上，攻下了北魏黃河以南的控制區東郡涼城。
沈林子在石門的晉軍不僅起到協同許昌晉軍的目的，還起到了配合沿黃河西進的王仲德晉軍的目的。
北魏駐軍一旦與晉軍開戰，阻撓晉軍西上的話，沈林子之軍極有可能揮師東下，與王仲德之軍合擊黃河南岸的北魏軍，打開通往洛陽的水路。
北魏駐守在黃河以南的部隊甚少，其兗州刺史尉建看到晉軍大舉前來，不禁膽戰心驚，棄守滑臺，率眾退回黃河北岸，駐守黃河北岸的黎陽，晉軍不戰進入滑臺。
王仲德占領滑臺後，擔心會引起與北魏不必要的沖突，於是，對外宣稱∶『東晉政府本打算用七萬匹佈帛，來換取從北魏國這裡借道，我們也沒有想到北魏守將會棄城而去』
北魏明元帝拓跋嗣聽說以後，即下詔命令剛剛擊破並州叛胡劉虎的叔孫建、公孫表等將從河內東進馳援。
由於北魏態度不明，劉裕沒有馬上命令王仲德這支軍隊繼續西上，而是命其在滑臺停留下來。
一個多月以後，拓跋嗣又下詔命令叔孫建等人率領後魏軍從枋頭渡過黃河，展示北魏軍的軍威。
北魏軍一直推進到滑臺城下，將尉建就地砍頭斬首，把屍體扔進了黃河，然後，派人質問王仲德的士兵為何侵入北魏國境。
王仲德派遣司馬竺和之前去交涉，叔孫建則派遣公孫表對話。
此時，晉軍還不想與北魏軍開戰，因此王仲德也一直說話低調，反復說明晉軍決無人侵北魏國的意思————僅暫時住在滑臺。
北魏軍也不敢貿然進攻滑臺的晉軍，於是，拓跋嗣又下詔命令叔孫建派人前往彭城給劉裕送信，看看劉裕葫蘆裡究竟賣的是什麼藥。
劉裕當然更是機警，他回答北魏使者∶『洛陽，是我朝過去的京都，而為後秦占據。
長期以來，我朝一直都有修復先帝陵墓的打算，可我們內部的變故卻此起彼伏，這個打算也一直沒有付諸實施。
司馬休之、魯宗之父子、司馬國璠兄弟、桓氏宗族，都是我朝的害人蟲，後秦卻豢養他們，與我為敵，我才興師討伐。
晉軍的進軍路線勢必要經過北魏國國境，出師之初，即打算以重金借道。
正巧，遇到貴國郡守棄城而去，我軍前鋒因此得以西上，並不敢入侵魏國』
晉軍占領滑臺時，是最有可能引發魏晉兩國沖突的時候。
幸虧劉裕妥善應對，雙方沒有引發大規模的軍事沖突，而此時的北魏國也的確處境艱難，不願與東晉發生大規模的軍事沖突。
當晉魏兩軍相互不斷試探，東線主力晉軍停滯不前時，攻陷許昌、石門一線的晉軍先頭部隊並沒有停下進軍步伐。
後秦陽城《河南登封》、滎陽《河南滎陽》均望風而降，晉軍前鋒已推進到了成皋《河南汜水西虎牢關》。
一旦晉軍突破成皋一線，將直逼洛陽城下，後秦主的四弟、洛陽守將姚洸趕緊派人向姚泓求救。
得知洛陽危急的消息，姚泓立即命令越騎校尉閻生率領三千騎兵、武衛將軍姚益男率領一萬步兵火速東下增援，又命令二弟、並州牧姚懿從蒲阪率軍南下，駐屯陜津，作為聲援。
後秦寧朔將軍趙玄對姚洸建議將洛陽周邊堡壘的守軍全部撤下來，固守洛陽西北的小城金墉城，以等待來自京師的援軍。
然而，姚汾的司馬姚禹打算投降晉軍，姚汾的主簿閻恢、楊虔等人全都與姚禹一黨，大家同聲斥責趙玄，堅決勸說姚汾出城與晉軍決戰。
姚洸采納了眾人的意見，不僅沒有收攏四周的零星守軍，相反，還派遣趙玄率領一千多士兵前往洛陽南部的柏谷塢《河南偃師東南》駐守，派遣廣武將軍石無諱率軍戍守鞏城《河南鞏義》。
姚洸剛剛派出趙玄、石無諱的東進部隊，退守成皋的後秦兗州刺史韋華就投降了。
晉軍長驅直入，進入洛陽盆地。
石無諱的部隊走到鞏城以西八裡的石關《一說為西山》，聞聽晉軍已突破了成皋天險，正朝此地殺來，他不敢迎戰，狼狽逃回了洛陽。
進入洛陽盆地的晉軍開始清掃洛陽周邊的後秦堡壘，晉南陽太守猛將毛德祖率軍進攻趙玄駐守的柏谷塢。
晉軍氣勢如虹，趙玄戰死。
十月二十日，檀道濟、王鎮惡等部一起進抵洛陽城下。
此時，偌大一個洛陽城內後秦所剩軍民不過四千餘人。
兩天以後，姚洸率眾投降。
洛陽被晉軍攻陷時，後秦越騎校尉閻生率領的三千騎兵剛剛走到新安《河南滝池東》，而武衛將軍姚益男率領的一萬步兵也才進抵湖城。
當他們聽說晉軍已攻陷洛陽，都停了下來，不敢繼續東進。
晉軍經過近三個月的連續作戰，勢如破竹，收復了大片國土，取得了輝煌的戰果，圓滿完成了第一階段的戰鬥任務，於是暫時停止了攻勢。
駐守洛陽的晉軍開始組織修復西晉皇陵。
劉裕任命相國右司馬毛修之為河南、河內二郡太守，負責修治洛陽城防工事、官府衙門等。
雖然晉軍的攻勢暫告一段落，留在彭城的劉裕卻一刻也沒有休息。
收復洛陽的捷報傳來後,他就派遣太尉左長史王弘前往建康，暗示劉穆之派出使者給劉裕加九錫之禮。
十二月，東晉朝廷下詔正式任命劉裕為相國、總百揆、揚州牧，封十郡為宋公，備九錫之禮，位在諸侯王之上，兼征西將軍，司州、豫州、北徐州、雍州刺史如故。
司馬德宗的祖宗司馬昭發明的這個總百揆的職務，如今又出現了，歷史也似乎將要重新上演一次禪讓的鬧劇，然而劉裕卻顯得十分謙虛，堅決推辭了。
他還在觀察。
不僅觀察國內的風向，還在觀察北魏的態度，觀察後秦內部及其周邊國家的動向。
九錫之禮已經第一次推出，拿到它，隻是一個時間問題；北魏的態度至今暖昧；至於後秦帝國周邊國家的情況，劉裕更是了如指掌，他決無與大夏赫連勃勃、後秦和解的可能北涼的沮渠蒙遜，劉裕在一年前就已經未雨綢繆，指示當時的益州刺史朱齡石與之結好，投桃報李，沮渠蒙遜已表示歸順朝廷，願意與晉軍一起夾擊後秦氐王仇池公楊盛，與後秦有滅國之仇，很久之前就接受了東晉的官職，被任命為使持節、北秦州刺史，也是晉軍的盟軍。
正在劉裕等待的時候，西秦的乞伏熾磐也於同年的十二月向彭城派來了使者，表示願意攻擊後秦。
說到乞伏熾磐，他於本年年初與北涼實現和解後，即將目光轉向了搖搖欲墜的後秦，企圖趁亂打劫，全取秦州。
如今，西秦軍隊已推進到了馬頭，威脅後秦上邦《甘肅天水》。
聽了西秦使者的話，劉裕不禁大喜，當即拜乞伏熾磐為平西將軍、河南公。
顯然，一切對於劉裕而言，都非常有利，接下來，後秦和北魏國內發生的一系列變故，讓劉裕更是感覺到發動總攻的時機業已成熟……