陳佑端著酒：“此次獲勝，關鍵是堅定了全軍戰勝敵人的信心，雖說敵眾我寡，但敵人並非不可戰勝。艱苦的守城戰還在後麵。我們還要動員城中百姓，多多備下滾木磘石、火瓶箭矢，這些就是守城之利器。”
“好，陳將軍隻管放心，我會去動員百姓，大家明白城破人亡的道理。”沈勁很有信心，“洛陽城中百姓，會配合我們守城的。”
天明之後，燕軍即開始了大規模的攻勢，跨過了護城河，豎起雲梯，幾度曾攻上城頭，但均被守城的兵將以肉搏的氣勢給壓了下去。沈勁募集的青壯丁勇，也都勇敢地加人了守城的戰鬥，直到天晚，燕軍仍然毫無進展。
一個月過去，燕軍依然未能攻進洛陽。但是堅守的晉軍已幾乎彈盡糧絕，遲遲等不來援軍。守城的兵將已不足千人，洛陽實在是難以支撐了。陳佑、沈勁經過商議，二人決定分兵，以減輕洛陽的壓力。由陳佑帶領五百人馬突圍，以救援許昌之名東撤，而留下沈勁帶僅剩的五百人堅守洛陽。就這樣，洛陽依然堅守了將近年餘。直到東晉興寧三年二月，燕軍又增兵一萬，桓溫才調齊三萬援軍，準備北征援救洛陽。偏偏就在這時，晉哀帝司馬丕病重。桓溫自然不會在這關鍵時刻離開，北援之事，也就這樣擱置下來。
三月，哀帝病危，當月終於沒有挨過時日而於太極殿西堂去世。其實，哀帝本該大有作為，他崩逝時年僅二十五歲。而桓溫的第二次北伐，也隨之無疾而終。
桓溫雖然集眾多要職於一身，但他想要代晉自立的時機尚不成熟。因為哀帝也無子嗣，褚太後降旨，詔令侍中、驃騎大將軍、哀帝的同母弟司馬奕繼承皇位，是為晉廢帝。
廢帝繼位，但還隻是一個牌位，徒有皇帝之名，而無君上之權。晉室的所有大權，此時已完全操控在桓溫手中。他也加緊了代晉而立的步伐，第三次提出了北征，以期提高自己的威望，順利登上皇帝寶座。他要北伐，無人能夠阻擋，廢帝也隻能順從。
東晉太和四年〔369〉四月，正是江南氣候溫和、春意盎然的大好時節，桓溫集步騎兵馬五萬，從姑熟出發，進行了第三次北伐的征程。大軍浩浩蕩蕩向北進發，六月時節，兵臨金鄉。是年，天氣炎熱，久旱不雨。河湖水位低落，這就苦了運輸軍糧的北征晉軍。五萬大軍的給養，全靠舟船經水道輸運。河水太淺，難以浮起船舶，軍糧不能及時運到，大軍的軍糧便難以為繼。
麵對這一嚴峻局麵，參軍郗超提出：“大帥，船運受阻，輜重給養難以保證，何不暫且退兵，以待來年豐水時再戰。”
“混話！”桓溫當即予以駁斥，“五萬大軍，進退豈是兒戲，已然到此，隻能前進。”
“大帥，舟船不通，如之奈何？”
“命令軍士疏浚通巨野澤，引汶水連清水，然後自清水入黃河，又何愁舟楫不通。”桓溫做出挖渠的決定。
郗超感到不可思議：“大帥，這可不是小事一件，浚通巨野澤，至少要三百裏，這可是一項浩大的工程啊！”
“這五萬兵將，都是好體力，一鍬一鍬地挖，莫說三百裏，便是三千裏也挖得通。”桓溫下令開挖。
十天時間，水渠挖通，軍糧恢複了運輸。水軍和運糧船軸櫓相連，連綿數百裏，軍威甚是雄壯。但是前燕避而不戰，使得桓溫大軍空耗糧餉，時令漸漸接近中秋，河水越來越少，運糧又呈現困難。郗超向桓溫提議：“大帥，敵軍避戰，就是想讓我軍糧盡不戰而退，我軍不能被他牽著鼻子走，我軍幹脆直趨前燕老巢鄴城，一舉攻占，黃河南北盡收艇中。”
桓溫不想碰硬：“參軍，鄴城乃前燕國都，戒備森嚴，兵多將廣，易守難攻，我軍極可能在城下受挫，這無必勝把握之戰，還是不走險為妙。”
“大帥既是不想直擊敵巢，便隻能屯兵河濟，積蓄糧草，等待來年夏季進兵，方可一舉破敵。”
“你這純屬無妄之談，坐等明夏，得靡費多少錢糧。我軍仍按原計劃進兵。”桓溫大軍向北挺進，到達枋頭。果然在九月深秋，水位低落，運糧十分困難。桓溫下令豫州刺史袁真，領兵進攻譙、梁，直指滎陽，要他打下石門，引黃河水人渠。可是，前燕加強了對石門的防禦，袁真遲遲不能攻下石門，使得桓溫大軍受阻於途，進退維穀。
此時，探馬報來新的軍情，前秦數萬大軍已前來救援，一旦到達，勢必對晉軍形成包圍態勢。桓溫此時孤軍深入，儲備的糧草業已告罄，無計可施，隻得匆忙退兵。水路不通，眼看著戰船不能帶走，又不甘留給敵人，桓溫下令把舟艦焚毀，眼見著辛辛苦苦打造的戰船，在烈火中毀於一旦，郗超捶胸頓足、啼哭