关中得失
义熙十二年(416年)一月，后秦皇帝姚兴死，姚泓继位，内部叛乱迭起，政权不稳。刘裕认为这是灭亡后秦的良机。八月，刘裕以刘穆之任尚书左仆射，内总朝政，外供军粮，自己率大军分四路北伐。九月，刘裕扺达彭城。龙骧将军王镇恶、冠军将军檀道济领兵由淮、淝转向许、洛，后秦诸屯守皆望风降附，晋军进展神速。十月，王镇恶军占领洛阳。一年后，王镇恶突破潼关防线，率师直进，一举攻陷长安，姚泓率群臣投降，后秦灭亡。
义熙十三年(417年)的冬天，刘裕率晋军浩浩荡荡地抵达长安。他想在此稍作休整，经略关中，不料，传来了刘穆之病死的消息。刘裕汇集在长安的文武将佐讨论，表露出自己继续西征的愿望以及对后方的忧虑，当时大部分人也不赞成继续北伐。刘裕遂留其十二岁的儿子刘义真以及王修、王镇恶、沈田子等文武共守长安，自己统军南归。刘裕此举，为夏主赫连勃勃的谋臣王买德窥破心迹。在刘裕南归不久后，赫连勃勃派军南断青泥，东扼潼关，率大军进攻长安。
在此时，留守长安的晋朝文武发生内讧，沈田子杀王镇恶，王修杀沈田子，刘义真复杀王修。刘裕得到消息，惊恐不已，急令朱龄石镇守长安，命刘义真速回。刘义真和将士大掠财宝美女，车载南还，为夏军追及。朱龄石阵亡，刘义真单骑逃逸。长安虽得而复失，良将劲兵损失颇多，但收复之地并未损失多少，潼关以东收复的部分关中之地和整个河南地区仍然得到刘裕的重兵扼守。经过两次北伐，黄河以南、淮水以北以及汉水上游的大片地区，为刘裕据有。
称帝建宋
巨大的军功，使刘裕在朝廷的地位显赫无比。义熙十四年(418年)，刘裕接受相国、总百揆、扬州牧的官职，以十郡建“宋国”，受封为宋公，并受九锡殊礼。同年十二月戊寅日(419年1月28日)，刘裕指派王韶之缢杀晋安帝，立其弟司马德文为帝，即晋恭帝。
元熙元年(419年)，刘裕进爵为宋王，宋国又加十郡增益，使宋国包括了二十郡。同年末，刘裕又获加皇帝规格的十二旒冕、天子旌旗等一系列殊礼。
元熙二年(420年)六月丁卯日(7月10日)，刘裕代晋称帝，东晋灭亡。他改国号为“宋”，改元永初。
同年，由于先前林邑借晋末乱局屡屡侵扰交州，刘