長江之上，何澹之率領的水軍與劉毅率領的水軍相對而望，一時江上戰鼓聲震天響，打鼓的鼓手拚了老命的紛紛為自己一方的軍隊打氣，河澹之讓人把一艘高大華麗的大船排在前頭，上麵的儀仗和旗幟都是超越以往的規格，非常的繁多，讓人一看就知道這是一位重要人物的坐艦。而他自己則是隱身於另外一艘坐船，打算等晉軍全軍撲向那艘大船時，他從側麵率軍橫擊，而晉軍在措不及防的情況下，也隻能敗退。
可惜他的打算是好的，晉軍這邊的人也不差，何無忌第一眼看到那艘華船，就疑心裏麵有詐。當初劉裕就經常故布疑兵吸引敵軍的注意力，從而奠定一次又一次的勝利。跟隨他的人對各種戰場詭計都看熟了。
何無忌就把手下人招來，聚在一起議事：“何澹之肯定不在船上，他是想故布疑陣，吸引我軍攻擊，等到我軍進攻到一半時再來攻擊我們。所以我們應該先下手為強，把這條船給拿下。”眾人都有些反對，“何澹之又不在船上，就算是攻下了它也沒有任何好處。”
何無忌笑著說道，“現如今的情況是，我軍比起對方要勢弱一點，如果要贏隻有出奇兵之計，既然那艘船是何澹之故意拋出來讓我們吃的魚餌，想必這條船上的兵力肯定不多，那我們就將計就計，以中間的這條大船為突破口，一舉拿下，到時我軍必定會氣勢大盛，而敵軍的氣勢則會下降，此消彼漲之下，肯定能大破敵軍。”眾人一聽有道理，劉道規也是一個軍事上的人才，遂也點頭同意。
定下作戰計劃後，關鍵的時刻就要到了。劉毅坐鎮中軍，何無忌與劉道規率領手下的坐船直撲那隻大船。果然，這大船上麵的抵抗出乎意外的微弱，眾人一戰功成，按照先前定好的計劃，把船上插著的代表大楚帝國的旗幟與“何”字大旗拔下來，然後插上晉朝的旗幟與“劉”字大旗，接著就是全軍一起呼喊，“何澹之被擒了，何澹之被擒了。”
戰場之上，形勢瞬息萬變，誰也判斷不出準確的情形，何澹之的手下見得“何”字旗不見，隻看到敵方的“劉”字旗，哪裏還有有鬥誌，加上水上連絡不比陸地那麼快捷方便，隻能靠旗語傳遞命令，而現在主將的坐船都被擒，去哪裏看旗語呢？
而何無忌的手下也以為將軍真的擒住了敵方的大將，都是士氣高漲，乘著這次的勝利，一直猛攻，而何澹之此時也發現了自己計劃中的一個大疏漏，就是自己知道這次是誘敵，可是手下的軍兵不知道。他倉皇退走。首戰失利之後，就一敗再敗，直到何澹之的軍隊被殺得七零八落，再不成勢，晉軍再一次取得勝利。
楚軍敗退途中，隻有相國參軍胡藩堅持抵抗，就是先前勸桓玄轉向劉裕殺回去的那個人，可惜大勢所趨之下，胡藩也不能力挽狂瀾。他的坐船被晉軍的火攻給點著了，身無立足之處，隻好跳下江去。他跳下去的時候那是全身盔甲，起碼也有個幾十斤，沒想到他的水性還不錯，簡直可以和劉裕比了，在水裏潛行了三十多步又爬上岸，晉軍追之不及，居然讓他給跑到豫章郡去了。最後，劉裕聽聞他的忠義之名，親自寫信招攬他，他投奔於劉裕的麾下，倒成了一代名將。這個也可以看成是賢臣擇良主而侍的典範了。（《資治通鑒。一一三卷》）
晉軍一戰而勝而占據湓口，接著不費吹灰之力攻下尋陽，江州全境也隨既光複。那些太守也都是機靈人，換了誰上台都沒關係，反正自己不要不知趣地對抗他們就行了。隻是安帝已被桓玄帶到江陵去了，劉毅他們隻找到了晉朝曆代皇帝的牌位，隻好讓人把這些寶貝疙瘩送回建康。
就在桑落洲之戰進行的同時，在豫州郡治曆陽一帶也發生了一次戰鬥，原來桓玄這次派兵增援湓口的同時，還派了從兄桓歆帶領一軍說動了氐族渠帥楊秋，兩軍結盟，共同攻擊曆陽，以達到牽製北府軍的意圖，但是卻被魏詠之、諸葛長民和劉敬宣所敗，就連準備跟著打秋風的楊秋也在練固（曆陽北）被殺。
桑落洲之戰後，朝廷又命劉裕監江州軍事，借著這次的功勞，劉裕接著就把劉敬宣安排為江州刺史，畢竟劉裕自己鎮江口，劉敬宣再任晉陵太守就太浪費人力了，而魏詠之又被朝廷任命監淮北軍事，鎮山陽。（《資治通鑒。一一三卷》）