晋义熙五年（南燕太上五年，409) 正月，南燕皇帝慕容超嫌宫廷乐师不够，欲对东晋用兵掠取；二月，慕容超轻启边衅，袭掠东晋宿豫（今江苏省宿迁市东南），掠走百姓2500人，这2500人都是青年男女，慕容超将他们送入太乐府学习音乐，以供日后宴饮朝会之用。这一连串行为，引起东晋边境的恐慌。
此时东晋的实际掌权者是北府军人集团的领袖刘裕。
（刘裕，363年4月16日—422年6月26日，东晋将领、权臣，南朝宋的开国皇帝）
刘裕本有通过攻击南燕，外扬声威，内固权位的想法，遇到南燕挑衅，实际正中下怀，于是遂于四月自建康（今江苏省南京市）发舟师溯运河驶入淮水（淮河），并继续入泗水（古代是淮河的一大支流）北上，五月，进抵下邳（今天江苏省睢宁县西北）。
进抵下邳后，刘裕做出了此次北伐的一个重要决策：留船舰、辎重于此，部队舍舟登陆，继续北进，直逼南燕都城广固（今山东省青州市）。
（当时南北形势地图）
（刘裕灭南燕地图）
东晋部队舍舟登陆后，改徒步沿沂水向北进至琅邪（今山东省临沂市） 。按照以往东晋北伐的惯例和经验，东晋军队往往是依托河道北进，这一来是因为船队可以携带大量后勤辎重，二来是可以对抗北方军队的骑兵优势。但此时刘裕一反之前东晋部队的做法，采取了大胆创新的战略。
为防南燕以奇兵断其后，刘裕军队所过皆修筑城垒，留兵防守，就这样，步步为营，直逼南燕核心地区鲁北平原。
东晋军队攻克琅琊之后，南燕君臣就已经意识到，东晋军队这种稳扎稳打的进军战略并非是为了骚扰和报复，而是以攻灭南燕作为目的的。
（慕容超，384―410，南燕末代皇帝）
明白了这一点，南燕重臣、征虏将军公孙五楼向慕容超提出建议，主动阻击晋军，凭据大岘山（今山东沂蒙山区）之险，使晋军不能深入，迫使其进入持久战阶段，同时，派出骑兵从梁父城（兖州治所，今山东省泰安市南）和莒城（徐州治所，今山东省莒县）出发，切断晋军后方通道，等待其断粮疲惫时将其击退。这是公孙五楼提出的所谓“上策”，但是，此时东晋军队已经攻占琅琊，离大岘山只有数十里之远，南燕军队从广固和梁父、莒城出发都已经难以阻截，上策虽好，却已经来不及实施。
公孙五楼的中策是“坚壁清野”、防止即将成熟的小麦落入刘裕军手中，以断绝其粮食供应，而下策是等待刘裕军队进入大岘山，而出城逆战。此时，中策是可以实施的， 但是南燕国君慕容超认为南燕军队的骑兵优势完全可以对付以步兵部队为主的东晋军队，所以不愿意采取对自身破坏性也很大的坚壁清野，他的计划是等待东晋军队开出大岘山山区之后用优势骑兵部队进行打击并予以全歼。
事实上，慕容超选择的是下策。
（刘裕的东晋军队出现在鲁北平原）
六月，刘裕部队未遇抵抗安然而过莒城，越大岘山。慕容超遣公孙五楼、贺赖卢及左将军段晖等，率南燕步、骑联军5万进据临朐（今山东潍坊市临朐县），本人亲自率步骑4万继后。燕军至临朐，慕容超派公孙五楼率骑前出，控制临朐城南的水源巨蔑水（今山东弥河），试图使得东晋军队的人畜无法饮水。
南燕军与东晋军前锋孟龙符、刘钟、沈田子等部因为争夺水源发生遭遇战，孟龙符战死，但公孙五楼战败退走，晋军掌握了水源，使得主力部队得到补给。接下来，刘裕以战车4000辆分左右翼布置在步兵队列两侧，兵、车相间，骑兵在后，逐次向前推进。东晋军进抵临朐南数里之时，慕容超派精骑前后夹击。两军主力逐渐全部投入战斗，力战至傍晚而胜负未决，刘裕采纳参军胡藩之策，遣胡藩及谘议参军檀韶、建威将军向弥率军绕至燕军之后，乘虚攻克临朐，并砍倒南燕军旗帜，并扬言是从海道而来。此举使得南燕军队以后遭到东晋军队前后夹击，军心动摇而全线崩溃。
慕容超单骑逃往城南左将军段晖营中，刘裕纵兵追击，大败燕军，段晖等十余将被斩，慕容超只得狼狈逃还广固。
刘裕乘胜追击北上，攻克广固外城。慕容超退守内城。刘裕在内城外筑围困之，同时招降纳叛，争取民心，并就地取粮养战。慕容超穷途末路，被困于广固内城，只好先后遣尚书郎张钢、尚书令韩范，驰往后秦求援。七月，后秦主姚兴派卫将军姚强率步、骑兵l万，与洛阳（今河南省洛阳市）守将姚绍汇合，统兵共救南燕；并遣使向刘裕宣称，后秦以10万兵屯洛阳，若晋军不撤围南还，后秦军当长驱而进。
刘裕识破姚兴这番扬言纯属虚张声势，根本不为所动。不久，姚兴被夏主刘勃勃击败于贰城（今陕西省延安市黄陵县西北），受到牵制根本无力援助南燕，遂令姚强撤军回长安(今陕西省西安市）。慕容超久困于广固，不见后秦援兵，只好尽量妥协，他提出欲割大岘山以南与东晋为条件，称藩于东晋，维持小国之君的地位，刘裕断然拒绝。慕容超乞降遭拒，但南燕臣僚已经人心离散，大臣张华、封恺、封融及尚书张俊相继降晋。
九月，刘裕截获为南燕派去后秦借兵的韩范，使其绕城而行给南燕军看，以示后秦救兵已经无望，城内南燕守军见状大为惊恐，心理更加崩溃。十月，燕臣张纲被俘，晋军制成飞楼、冲车等各种攻城器具，不断加强攻击能力，广固内城岌岌可危。
义熙六年（410）二月，南燕公孙五楼、贺赖卢做垂死一搏，率军挖地道出击东晋军队，被击败，退回内城。刘裕乘机四面攻城，南燕尚书悦寿打开城门迎降，晋军顺利攻入广固内城。
慕容超率数十骑突围而走，被东晋军队追获，送至建康斩首，时年二十六，南燕亡。青齐地区首次成为东晋直接管辖的行政区域，直至宋明帝时被北魏攻占，南朝政权直接统治山东半岛达60年之久。
（东晋灭南燕之战示意图）
刘裕灭南燕，战略目标清晰，战术步骤明快，最主要的是，他在下邳的决策，更具有大胆的创新：
首先，以往北伐依托河道的方案船队刑警速度慢，会留给南燕军队足够的备战时间，而战场如果离开广固很远，即使晋军取得初步胜利，慕容超如果借助骑兵优势西奔后秦、北投北魏又或者浮海回归辽东故地，东晋军队根本无法追及，更无法消灭。
其次，东晋军队进至大岘山山区，山地地形陡峭、树深林密，南燕骑兵无法进入，只能在北麓的平原等待东晋军队，而此处离广固只有50里，晋军一战而胜，便能兵临南燕都城之下。
再次，刘裕从下邳到琅琊一路设置据点堡垒，留兵防守，构成一条没有断点的后勤保障通道，为持久作战和万一战事不利撤退做好万全准备；在做好这样准备的前提下，东晋军队又在麦熟之际进入鲁北平原，可以因粮于敌，形成此长彼消的战略优势。
（在南方，刘裕是最终的胜利者）
当刘裕所率东晋军出现在鲁北平原时，他看到南燕军没有据险阻击，平原上一片麦熟，不禁以手指天，说：
吾事济也！
史书记载了刘裕本人所说的这么认定的理由：
师既过险，士有必死之志，余粮栖亩，军无匮乏之忧，胜可必矣。
此时的晋军，虽然深入敌境千里，但并非孤悬敌后，而战略上的优势又使得：
人无退心，驱必死之众，向怀贰之虏，何忧不克！
因此，刘裕率领东晋军队取得攻灭南燕的胜利，并非偶然。
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