399年，孫恩帶人攻陷了會(huì)稽城，劉牢之統(tǒng)率大軍東征，與衛(wèi)將軍謝琰聯(lián)合進(jìn)擊孫恩，屢戰(zhàn)屢勝，斬殺其許多軍士。劉牢之因功被拜為前將軍、都督吳郡諸軍事。
第二年，孫恩又乘機(jī)攻占會(huì)稽，殺害衛(wèi)將軍謝琰。劉牢之晉拜鎮(zhèn)北將軍、都督會(huì)稽五郡，再次率部東征，進(jìn)駐上虞，派兵戍守諸縣城池。
孫恩攻克吳國，殺害吳國內(nèi)史袁山松。劉牢之派參軍劉裕討伐孫恩，劉裕所部兵力不足千人，與孫恩數(shù)萬人交戰(zhàn)，大獲全勝。
不久，孫恩戰(zhàn)敗自殺，劉牢之聲威大震。自投靠司馬元顯以來，劉牢之達(dá)到了人生的高光時(shí)刻。
花開兩朵，各表一枝。401年，孫恩走水路進(jìn)攻京口，逼近建康，桓溫的兒子桓玄曾被司馬道子委以軍事重任羽翼漸豐，以勤王起兵為名調(diào)兵遣將暗暗控制了建康地區(qū)。
402年，朝廷打算討伐擁兵叛亂的桓玄，任命劉牢之為前鋒都督、征西將軍，兼任江州刺史。
司馬元顯派遣使者同劉牢之商議討伐桓玄的有關(guān)事宜。使者張法順是個(gè)頗得司馬元顯寵信的奸滑小人，見劉牢之支支吾吾，建議司馬元顯當(dāng)機(jī)立斷殺掉劉牢之，司馬元顯說正在用人之際不斬大將。
桓玄悄悄派劉牢之的族舅何穆勸阻劉牢之說，桓公豪門大族實(shí)力強(qiáng)大，與桓公為敵幾無勝算，如果戰(zhàn)敗了，不光自己全軍覆沒，還會(huì)遭到滅族之災(zāi)。
所謂鳥盡弓藏，兔死狗烹。即使戰(zhàn)勝了，你也會(huì)被狹隘的司馬元顯所不容。所謂識(shí)時(shí)務(wù)者為俊杰。不如現(xiàn)在調(diào)轉(zhuǎn)戈矛，向桓公投誠，保住實(shí)力進(jìn)而保住功名富貴。
劉牢之見當(dāng)時(shí)司馬家族最能干的譙王司馬尚之已被桓玄打敗，自己的部隊(duì)軍心沮喪士氣低落，非常認(rèn)同族舅的說法。于是派遣使者與桓玄聯(lián)絡(luò)。
聽說主帥要背叛朝廷，劉牢之的外甥何無忌與部將劉裕極力勸阻說，“常言道，一山難容二虎。你帶軍隊(duì)投靠了桓玄，就得服從他的號(hào)令，如果不服從，后果一樣不堪設(shè)想。養(yǎng)兵千日用兵一時(shí)，臨陣變節(jié)是為將者大忌，壞了江湖名聲，以后沒法抬頭做人。再說還沒有交戰(zhàn)就說一定會(huì)失敗，是不是言之過早？何況咱們北府軍的戰(zhàn)斗力也不容小覷。”
話雖如此，劉牢之早年與慕容垂強(qiáng)強(qiáng)對(duì)決，全軍覆沒的慘劇歷歷在目，要不是他的馬跑得快，自己早已作古十幾年了。自己九死一生僥幸逃得了性命，還是免不了被革職查辦。
如今他不愿重蹈覆轍，不愿再次與強(qiáng)勢(shì)的桓玄火并。吃一塹長一智。慘痛的經(jīng)歷使他聽不進(jìn)任何人的勸阻，執(zhí)意令兒子劉敬宣投降桓玄。
不費(fèi)一兵一卒就把威名遠(yuǎn)揚(yáng)的北府兵收入麾下，桓玄大喜過望，設(shè)宴款待劉敬宣，請(qǐng)劉敬宣一同觀賞自己收藏的名人字畫。
沒有了劉牢之北府軍的守護(hù)，建康很快陷落，司馬元顯父子被捕后悉數(shù)被處死。
桓玄害怕北府軍鐵板一塊于己不利，任命劉牢之為征東將軍、會(huì)稽太守，將其調(diào)離京口。劉牢之預(yù)感不妙，后悔沒聽劉裕的規(guī)勸，長嘆道：“這么快便削奪我的兵權(quán)，我真的大禍臨頭了！”
劉敬宣說：“想不到英武果敢的桓玄沒容人的雅量，是個(gè)出爾反爾笑里藏刀的人，既然如此不如先下手為強(qiáng)，殺向丞相府，先結(jié)果了他的性命再說?！?p> 劉牢之想：他的府邸有重兵把守，豈能隨便就殺進(jìn)去？即使僥幸得了手，也難以全身而退。猶豫再三，打算向北投靠他的女婿廣陵相高雅之，于是召集眾將領(lǐng)商議決策。
參軍劉襲說：“將軍早年反王恭，不久以前反司馬元顯，如今又打算反桓玄。一個(gè)人一生當(dāng)中三次反叛，頂天立地威風(fēng)凜凜的無敵將軍變成了貪生怕死畏首畏尾茍且偷生見風(fēng)使舵的亡命徒了，還有何面目立足于天地之間呢？！”說罷，起身揚(yáng)長而去。
劉牢之手下將佐和桓玄并沒有水火不容，在弱勢(shì)的高雅之和強(qiáng)勢(shì)的桓玄之間，他們寧愿選擇桓玄，于是紛紛離開劉牢之。
而劉敬宣在此之前返回京口轉(zhuǎn)移家室，過了約定的時(shí)間還沒有回來，劉牢之估計(jì)是被劉襲殺害邀功領(lǐng)賞去了。
哀莫大于心死。劉牢之想到自己戎馬一生出生入死，不僅不能榮宗耀祖，連家室都難以保全，甚至自己也性命堪憂，于是絕望地懸梁自盡了。
不久，劉敬宣返回，不清楚父親何故如此。但為躲避桓玄陷害舉家外逃不得延誤，于是來不及安葬父親，便急忙投奔姐夫高雅之。
劉牢之手下的將佐官吏感念劉牢之生前知遇之恩，代為操辦喪事，將劉牢之運(yùn)回京口安葬。
劉牢之自縊身亡的事件不脛而走，桓玄聞?dòng)嵅粌H沒有痛心疾首，反而下令開棺斬首，將尸體暴露在街市上示眾。
嗚呼！劉牢之帶了作戰(zhàn)勇敢的北府軍來降，少折了桓玄多少兵馬，給了桓玄多大的助力，不給加官晉爵也就算了，人都已經(jīng)死了，何至于此？！
看來劉牢之真是看錯(cuò)了桓玄，企圖通過帶軍投靠來保富貴的想法簡直就是癡人說夢(mèng)，投靠桓玄就是自投羅網(wǎng)。
那么劉牢之何以結(jié)怨桓玄呢？原來王恭和桓玄是至交好友，王恭被抓時(shí)，遇見從前的同僚戴耆之縣令，說：“我有個(gè)庶子藏在乳母家中，請(qǐng)你幫我送到桓玄家寄養(yǎng)?！被感髞碚娴拇鸀閾狃B(yǎng)，并為庶子設(shè)立靈堂讓他祭吊王恭。后來桓玄還帶兵想為王恭復(fù)仇，可見桓玄對(duì)王恭是有情有義之人。劉牢之即使不自裁也難逃一死，這一點(diǎn)劉牢之感覺是對(duì)的。
事后來看，劉牢之對(duì)王恭和司馬道子父子勢(shì)不兩立確是站在憂國憂民立場(chǎng)之上的，直來直去，不講究策略方法莽撞行事才導(dǎo)致慘敗。而劉牢之關(guān)鍵時(shí)刻背叛劫殺王恭，不是為國除奸，而是損人利己賣友求榮，是其一生抹不掉的污點(diǎn)。
而桓玄因個(gè)人恩怨，不顧國家安危，對(duì)有功降將趕盡殺絕，連尸首都不放過，可見心胸之狹窄，人心之狠毒，對(duì)于自身的威望損害極大。