369年7月，桓温率军继续挺进，很快抵达前燕的重要军事据点枋头。
这时前秦的援军还没有回信，慕容暐和慕容评都是极为恐惧，打算逃到故都和龙，吴王慕容垂勇敢地站了出来，义气风发地说：“让我做一次攻击，如果不能胜利，再走不迟！”
换作其他任何一个场合，慕容垂的话绝对吸引不到慕容暐的注意，但值此生死关头，慕容暐终于发现了这个叔叔的好处，反正已经疲于应付，不妨让他试试看，于是任命慕容垂接替慕容臧的使持节、南方剿匪总司令官，率征南将军、范阳王慕容德等五万人，前往抵挡桓温。
慕容垂早已发现了国内军队的硬伤，规模其实并不小，主要问题是缺乏正确的引导和指挥，慕容评一味按亲疏远近提拔亲信，却忽略了因此带来的问题，偌大一个国家岂能连一个能带兵的人都没有，只是没有得到重用，或是直接埋没了而已。
为了解决这一问题，上位之后的慕容垂率先上疏请求派宰相府左秘书长申胤、禁宫侍从长封孚和政府助理执行官悉罗腾，全部到前方参与军事行动。根据慕容垂的了解，这三人都是带兵的好苗子，可惜干起了平淡无奇的文职工作。
有了这三个助手，慕容垂正式挥师南下。
但慕容暐还是不放心，再派散骑顾问官乐嵩，到前秦二度求救，为了吸引对方，特意承诺割让虎牢关以西的土地，作为酬劳。
前秦天王苻坚在太极殿东堂举行了御前汇报，向群臣征求意见。
有人义愤填膺地指出：“从前桓温攻击我们，先头部队抵达灞上，燕国却不肯来相救，如今桓温攻击燕国，我们何必多此一举，而且燕国又不是我们的臣属，为什么要救！”
群臣全都点头称是，不主张出兵东下。
苻坚不太满意，看向了愁眉紧锁的王猛，王猛若有所思地摇了摇头，苻坚随即会意，于是解散了百官，单独召见王猛，向他询问对此事的看法。
王猛也是怕会引起群愤，所以没敢当场否决同僚们的见解，现在才向苻坚建议：“燕国虽然强大，但慕容评不是桓温的对手，如果桓温占领了全部崤山以东的土地，大军推进到洛阳，征召幽冀二州的武装部队，聚集并豫二州的粮食米谷，进击崤山、渑池，则陛下大事将去，现在不如跟他们联合作战，先击退桓温，桓温一旦退却，燕国受此严重打击，势必疲惫不堪，然后我们再乘虚夺取，岂不是上策？”
苻坚大喜，重新召集群臣，然后力排众议，派出将军苟池、洛州督导官邓羌，率步骑兵二万人，进入前燕国土，穿过洛阳，挺进到颍川，一面派散骑侍从官姜抚，到邺城报告前燕慕容暐，一面向晋燕战场推进。
枋头的桓温仍旧步步为营地向邺城进发，并让前燕投降过来的段思作为向导，沿途不断招徕守将士卒和平民百姓，进展十分顺利，直到前燕悉罗腾领军来袭。
悉罗腾显然是前燕难得的将才，刚和晋军交锋，便生擒了段思，接着又斩了晋将李述，瞬间让东晋远征军的士气受到顿挫。
顺风顺水的过程中忽然遭遇坎坷，晋军的心态波动很大，桓温为了保险起见，想采取防御攻击，暂时在枋头驻扎，为了保证军粮供应，下令豫州督导官袁真攻击谯郡、梁国，然后开凿石门，修筑连接睢水跟黄河的运河，用以运输粮秣。
然而袁真虽然攻陷了谯郡和梁国，但一时之间却无法凿开石门，渠道不通，水运粮秣的计划泡汤。
坏消息接踵而至，进入9月，前燕范阳王慕容德率骑兵一万人，执法监察官刘当率骑兵五千人，双方合力阻挠袁真的工程，豫州督导官李邽则率本州民兵五千人，切断东晋的粮道，彻底扰乱了桓温的部署。
慕容德派将军慕容宙率骑兵一千人担当前锋，试探晋军的底细，慕容宙回报说：“晋军轻俘急躁，当面对敌人时没有胆量冲锋陷阵，一旦敌人失败，他们的勇气可就出来了，无不奋勇追击，等我给他们设下陷阱，一定大获全胜！”然后让骑兵三百人向前挑战，而把其他骑兵分成三路埋伏。
负责临阵挑战的骑兵刚一和晋军接触，就急行撤退，晋军果然奋不顾身地追击，结果掉进了埋伏圈，死伤惨重。
桓温出征以来，除了前期小有成绩，到了后来一个多月的时间，几乎屡战屡败，而粮食又快吃完了，且无从补给，加上听到前秦援军即将抵达，终于无心再战，于9月19日，下令焚烧舰队，抛弃辎重甚至铠甲武器，从陆路向南撤退。
唯恐被敌人在上游投毒，桓温从东燕到仓垣，沿途下令开凿水井饮用泉水，由此严重拖慢了行军速度，跋涉七百余里之后，燕军的伏兵已然悄悄就位。
前燕的将领此时全都争相追击，吴王慕容垂胸有成竹地劝阻他们，说道：“桓温开始撤退时，内心惶恐，一定会把最精锐的部队作为殿后，我们攻击，未必胜利，不如把脚步放慢，等他们庆幸没有追兵时，为了迅速脱离战场，一定日夜不停地强行南下，那时他们的士卒力气消耗殆尽，然后我们再行攻击，没有不胜的道理。”
将领们将信将疑，慕容垂不等他们思量权衡，亲自率领八千骑兵，遥遥的尾随在东晋之后，桓温果然认为已经安全的时候，下令加强撤退速度，倍道前进，几天之后，慕容垂宣布时机已到，急行追击，一直追到襄邑时，终于捕捉到桓温的主力，而事先范阳王慕容德早已率精悍骑兵四千人在襄邑东方的山涧中埋伏，于是和慕容垂前后夹击，大破晋军，杀敌三万多人。
桓温冷不防遭此一击，仓惶之中更加飞速撤离，就在这时，前秦的援军也赶来了，将晋军拦腰截断，桓温再受重创，所率部队损失大半。
10月22日，逃离战场的桓温集结残兵暂时驻防山阳，北顾苍茫大地，内心悲凉至极，年届花甲，已很难再次集结大规模兵力出征了，思量及此，越发愤慨伤心，几十年累积的名望仿佛一瞬间烟消云散，所有的骄傲和自尊都随着将士们的生命一起逝去。
光彩的荣耀加身，已经不现实了，枋头一战成了桓温人生的转折点，从此正式沦为一个争权夺位的投机客，再无当年的赤诚和忠肝义胆。
他虽是实干家，但实干家总归是有理想的，而当理想破灭，加上现实的敲打，实干家也终究难以摆脱变节的尴尬。
(本章完)