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劉裕在永嘉擊敗盧循，追擊到晉安，多次打敗他，盧循乘船向南逃走。
何無忌暗中前往劉裕那裡，勸說劉裕在山陰起兵討伐桓玄。劉裕與當地豪強孔靖商議，孔靖說：“山陰距離京都路途遙遠，起兵難以成功；況且桓玄還沒有篡奪皇位，不如等他篡權之後，在京口謀劃討伐他。”劉裕聽從了孔靖的建議。孔靖是孔愉的孫子。
九月，北魏君主拓跋珪前往南平城，規劃測量灅水以南地區，準備修建新都。
這時，東晉侍中殷仲文、散騎常侍卞範之勸說大將軍桓玄早日接受禪讓，暗中撰寫九錫文和冊命文書。任命桓謙為侍中、開府、錄尚書事，王謐為中書監、兼任司徒，桓胤為中書令，加授桓修撫軍大將軍。桓胤是桓衝的孫子。丙子日，朝廷冊命桓玄為相國，總領百官，封給他十個郡，封為楚王，加授九錫，楚國內設置丞相以下各級官員。
桓謙私下問彭城內史劉裕：“楚王功勳德行卓著，朝廷上下的心意，都認為應當舉行禪讓大典，您覺得怎麼樣？”劉裕說：“楚王是宣武公（桓溫）的兒子，功勳德行超過世人。晉朝皇室衰弱，百姓的期望早已轉移，順應天命舉行禪讓，取代晉朝，有什麼不可以的呢？”桓謙高興地說：“您說可以，那就可以了。”
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新野人庾仄，是殷仲堪的黨羽，聽說桓偉去世、桓石康還未到任，便起兵在襄陽襲擊雍州刺史馮該，將馮該趕走。庾仄擁有部眾七千人，設置祭壇，祭祀晉朝七代祖廟，聲稱要討伐桓玄，江陵地區人心震動。桓石康抵達雍州後，調兵攻打襄陽，庾仄戰敗，逃奔後秦。
高雅之上表給南燕君主慕容備德，請求討伐桓玄，說：“即便不能平定吳郡、會稽地區，也能奪取長江以北的土地。”中書侍郎韓範也上奏疏說：“如今晉朝皇室衰敗混亂，長江、淮河南北地區，人口沒多少，軍隊力量單薄。再加上桓玄叛逆作亂，朝廷上下人心離散；憑陛下的英明神武，出動一萬步兵、騎兵進逼晉地，他們必定土崩瓦解，軍隊不用受阻就能前進。奪取並占據那些地方後，後秦、北魏都不值得我們對抗了。開拓疆土、建立功勳，就在今天。錯過時機不行動，等晉地的豪傑誅殺桓玄，再整頓德政，到那時不僅建康得不到，長江以北也沒希望奪取了。”
慕容備德說：“我因舊國（前燕）覆滅，所以想先平定中原，再掃蕩荊州、揚州，所以才沒向南征伐。還是讓大臣們共同商議這件事吧。”隨後他在城西操練軍隊，共有步兵三十七萬人、騎兵五萬三千匹、戰車一萬七千輛。大臣們都認為桓玄剛得勢，不能圖謀，這件事就擱置了。
冬季十月，楚王桓玄上奏表請求返回封國，卻暗中讓晉安帝寫下親筆詔書堅決挽留他。他又謊稱錢塘縣臨平湖湖水乾涸（古人認為湖開是祥瑞）、江州降下甘露，讓百官聚集慶賀，把這些當作自己接受天命的征兆。
又因前代都有隱士，他恥於自己在位時沒有，便找到西晉隱士安定人皇甫謐的六世孫皇甫希之，供給其生活物資，讓他隱居山林；隨後征召皇甫希之任著作郎，再讓他堅決推辭不就職，之後下詔表彰禮遇他，稱其為“高士”。當時人都稱皇甫希之為“充隱”（湊數的隱士）。
桓玄還想廢除錢幣，改用穀物、布帛交易，又打算恢複肉刑，政策製定混亂，想法反複不定，最終沒有一項實施。他生性貪婪鄙陋，隻要有人有精美的書法作品、好的繪畫或優良的園林住宅，必定通過賭博的方式奪取；尤其喜愛珍珠寶玉，手中從未離過。
十月乙卯日，北魏君主拓跋珪立他的兒子拓跋嗣為齊王，加授相國之位；立拓跋紹為清河王，加授征南大將軍；立拓跋熙為陽平王；立拓跋曜為河南王。
十月丁巳日，北魏將軍伊謂率領兩萬騎兵襲擊高車族殘餘部落袁紇部、烏頻部；十一月庚午日，大敗這兩個部落。
隨後，東晉朝廷下詔讓楚王桓玄使用天子的禮儀音樂，他的王妃改稱王後，世子改稱太子。十一月丁醜日，卞範之撰寫禪讓詔書，讓臨川王司馬寶逼迫晉安帝抄寫。司馬寶是司馬曦的曾孫。
十一月庚辰日，晉安帝親臨殿前，派兼太保、領司徒王謐捧著皇帝印璽綬帶，將皇位禪讓給楚王桓玄。十一月壬午日，晉安帝出宮居住在永安宮。十一月癸未日，朝廷將晉朝太廟的祖先牌位遷到琅邪國，穆章何皇後和琅邪王司馬德文都遷居到司徒府。文武百官前往姑孰勸桓玄登基。
十二月庚寅朔日（初一），桓玄在九井山北修築祭壇；十二月壬辰日，桓玄正式登基稱帝。禪讓冊文中多有貶低晉朝皇室的內容，有人勸諫他，桓玄說：“禪讓的文書，本來就隻該向百姓陳述實情，怎麼能欺騙上天呢！”
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