义熙六年十月，自七月以来，短短三个月时间打造战船，此时刘裕也整军完毕，着手命刘毅镇守后方，他自己于十月中旬亲率兖州刺史刘藩、宁朔将军檀韶等沿水路进攻卢循。

同月下旬，徐道覆再攻江陵，又被刘道规击溃，溃退至盆口，王仲德等听闻刘裕主力南下，于十一月攻击守卫南陵的卢循部将范崇民，大获全胜。

同时，孙处也送来军报，其趁着番禺守军防备松懈之机，傍晚时分下令焚其水师，天亮攻克番禺。

值得一提的是，当初刘裕派孙处出征时，众人都不认同，正是刘裕的坚持，才促成了孙处的成功。

而就在刘裕南下的同时，卢循此时同样整军备战，刘裕本于长远之计的打算，不急于进攻，而是屯兵雷池。

卢循整军备战之时宣扬说不攻雷池，要顺流而下，刘裕担心其兵败后可能自京江窜逃入海，于是预先派王仲德统舰船二百艘于吉阳下断之，截断其入海通道。

十二月，卢循、徐道覆率众数万，自水上来攻，刘裕派出所有的轻快斗舰，亲自持幡擂鼓，命众军合力迎击，又派步骑兵登陆西岸。

但是离奇的事情发生了，右军参军庾乐生居然乘舰不进，被刘裕斩首示众，于是众军踊腾争先，奋勇杀敌。

当时晋军中大量配置万钧神弩，所到之处，莫不摧陷，不过因受到当日的风向影响，卢循的水师被迫停靠西岸，其舰船被刘裕预先派出的部队全部焚毁。

火势蔓延之下，卢循、徐道覆力竭大败，晋军追击至夜间才回师，卢循等逃回寻阳。

说起来，当初分派步军于西岸之时，诸将都深感不解，直到目睹卢循等在火攻下的溃败，这才心悦诚服。

雷池战后，刘裕下令召回王仲德担任先锋，留辅国将军孟怀玉守雷池，卢循试图撤退至豫章，于是在左里设栅防守，做出反击姿态。

刘裕闻讯率军抵达左里，在战斗前，军中的麾竿突然折断，竿上之幡沉入水中，诸将认为这是不祥之兆，心怀忧惧。刘裕不以为意，反而欢笑说：“往年的覆舟山之战，幡竿也折断了，现在又出现了这种情况，贼人一定会被打败了。”

当即下令攻栅，力战破敌，卢循乘船逃走，其部卒被杀及投水溺死者多至上万，刘裕招抚降者，宽赦被逼迫跟随卢循的人，派刘藩、孟怀玉领轻兵继续追击。

卢循在沿途聚集散溃卒，仍有数千人，一路回到番禺，徐道覆则退往始兴，刘裕凯旋而归，皇帝派出使者就地劳军。

义熙七年正月，刘裕班师回到建康，改授为大将军、扬州牧，赐班剑二十人，但他极力推辞，上不许。

随后，刘裕将南征北战中阵亡将士的名单列上，请朝廷为其安葬，如果遗体尚未运回的，派主帅前往收敛，送回本土。

卢循之乱基本平定后，刘裕再次辞去大将军之职，上许，皇帝于是任刘裕为太尉、中书监。

义熙七年二月，仍不死心的卢循又试图攻取番禺，但被孙处击败，继续南逃。

同月，刘籓、孟怀玉在始兴杀死徐道覆，随后，卢循在龙编被交州刺史杜慧度击败，投水自尽。

至此，震动一时的卢循之乱平息。