荊州畢竟是桓氏家族經營了三代的老根據地，民眾對大楚的忠誠度遠比建康高，因此桓玄沒有花太大力氣就在這裏重新調集了兩萬多水軍，而且全都衣甲鮮明，裝備精良，戰船足備，看上去很美。再加上前些天寫作太投入，他自己都被自己的文采折服了，似乎已經相信了自己所寫的內容：形勢是大好滴，錯誤是沒有滴，用兵是如神滴！至於前些天，是誰抱著兒子桓升痛哭流涕的，估計早記不得了。
於是，桓玄的心情大為好轉，於桑落洲戰後第四天，即四月二十七日，楚國大軍從江陵出發，東進迎敵。此次出征，桓玄挾持著下崗皇帝司馬德宗，以前秦的前太子苻宏為先鋒，自任主帥親統大軍進發。既然前幾次都是因為諸將不聽節製而失敗，這回朕禦駕親征，還能不旗開得勝？
雖然“勝券在握”，但大楚皇帝也不會趕盡殺絕，仁義為本嘛！桓玄先禮後兵，派散騎常侍徐放前往招安，遊說劉裕、劉毅，開出的報價好像在說夢話：“隻要你們停止反對大楚的叛亂，解散部眾，那麼改過自新的大道永遠是向你們敞開的！我大楚一定會在朝廷給你們安排一個合適的職位，包你們滿意！滾滾長江為證，朕決不會食言！”劉毅等人聽了這樣匪夷所思的和談條件，有何想法，史書上沒說，他們大概隻會認為：以後需要加強精神病院的門衛建設了。沒理睬桓玄的自言自語，沿著長江，劉毅率軍繼續往西，桓玄率軍繼續往東，五月十七日，兩軍相遇於崢嶸洲。
崢嶸洲，位置大約在今湖北黃岡縣西北，當時也是長江中的一個小島，後來由於江水的衝刷和沉積作用，位置漸漸北移，終與北岸連為一體。說起來，長江的航道雖然不像黃河那樣天南地北地溜達改道，但千餘年來變化也是不小的。其變化的總趨勢是身材越來越“苗條”。例如，在劉裕時代，京口北臨的長江寬達二十公裏，一眼望不到對岸，過江如過海；如今在江蘇鎮江段，長江的平均寬度約四公裏，僅是當年的五分之一。
閑言少敘，此時劉毅等部的晉軍不足萬人，桓玄原在江陵集合的楚軍已有兩萬人，又會合了敗下來的何澹之餘部和荊州各地後續趕來的援軍，總兵力已有數萬之眾，在兵力上再次形成壓倒性優勢。不但有數量優勢，在表麵上質量也優於晉軍。楚軍所乘的樓船都是原先政府軍的製式裝備，看起來高大威猛，比起臨時東拚西湊、DIY出來的晉軍戰船（多是臨時征用的民間漁船），如同姚明對壘潘長江。
晉軍眾將沒想到桓玄屢敗之後，還能迅速集結起如此強大的軍隊，一時頗感意外，很多人主張退守尋陽，等待援軍。但劉道規反對，並向眾人分析說：“絕對不可以這樣做！如今敵眾我寡，強弱分明，我們唯一的優勢就在於屢戰屢勝所帶來的銳氣，敵人唯一的劣勢就在於連戰連敗而導致士氣低落。如果我們現在膽怯撤退，等於主動放棄了我們的長處，重振敵人的士氣，必定遭到他們的追殺。那時候就算撤到尋陽，又怎麼守得住？而且桓玄這個人，雖然名滿天下，很多人都把他看成一時的豪傑，但其實內心膽小怯懦，累敗之後更加缺少戰鬥的意誌。兩軍決戰之計，勝敗主要取決於將領的勇氣，豈在於兵力的多寡？”
拿破侖說過：獅子統率的綿羊軍隊，絕對能夠打敗綿羊統率的獅子軍隊！隻是劉道規對桓玄的判斷，是否正確呢？
桓玄指揮作戰時，有一個充滿人文關懷的“好習慣”：總在自己旗艦後邊拴一條輕快的小艇，裏麵裝上他心愛的字畫。曾有人問他為何要這樣做？他回答說：“兵凶戰危，可不是鬧著玩的，萬一打了敗仗，輕快的小船逃起來比較方便！”寧可打敗仗，也要保護文物！這是怎樣的精神啊，生命是短暫的，藝術是永存的嘛！可惜，楚軍眾將士大多數達不到桓玄這麼高的思想境界，他們一看到皇帝座艦後麵拴著小艇，心中就格外不平：沒說的，打了敗仗，皇帝跑沒影了，就留下我們當炮灰！而且就連他的字畫都比我們的命值錢！如果一支軍隊的士兵都這樣想，哪裏還能有鬥誌？如果這樣的軍隊還能打勝仗，那就堪稱奇跡了！
奇跡沒有發生。劉道規帶領部下率先衝擊楚軍水陣，劉毅、何無忌等在後接應，兩軍很快在大江之上殺成一團。楚軍雖兵多船大，但戰意闌珊，一時不分勝負。此時，東風突起，劉毅乘機命令順風縱火，燒向楚軍艦船，楚軍頓時大亂。覆舟山之戰的關鍵時刻就刮了一次大風，崢嶸洲又起風，真是天不佑楚啊。晉軍知道勝利在望，全力出擊，爭先恐後地投入戰場，乘勢猛攻，楚軍已然招架不住。眼看敗局已定，楚軍前將軍郭銓又很識時務地臨陣倒戈，楚軍形勢終於發展成誰都無法阻擋的大敗！
潰敗之際，桓玄匆匆下了一道命令：將輜重糧草一把火燒了！帶上安帝司馬德宗和幾個親信，乘著裝滿書畫的小艇，連夜遁逃。失去指揮的楚軍或降或散，幾乎全軍覆沒！