399年，孫恩帶人攻陷了會稽城，劉牢之統(tǒng)率大軍東征，與衛(wèi)將軍謝琰聯(lián)合進擊孫恩，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，孫恩又乘機攻占會稽，殺害衛(wèi)將軍謝琰。劉牢之晉拜鎮(zhèn)北將軍、都督會稽五郡，再次率部東征，進駐上虞，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，劉牢之達到了人生的高光時刻。
花開兩朵，各表一枝。401年，孫恩走水路進攻京口，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事宜。使者張法順是個頗得司馬元顯寵信的奸滑小人，見劉牢之支支吾吾，建議司馬元顯當機立斷殺掉劉牢之，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，桓公豪門大族實力強大，與桓公為敵幾無勝算，如果戰(zhàn)敗了，不光自己全軍覆沒，還會遭到滅族之災。
所謂鳥盡弓藏，兔死狗烹。即使戰(zhàn)勝了，你也會被狹隘的司馬元顯所不容。所謂識時務者為俊杰。不如現(xiàn)在調(diào)轉戈矛，向桓公投誠，保住實力進而保住功名富貴。
劉牢之見當時司馬家族最能干的譙王司馬尚之已被桓玄打敗，自己的部隊軍心沮喪士氣低落，非常認同族舅的說法。于是派遣使者與桓玄聯(lián)絡。
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。你帶軍隊投靠了桓玄，就得服從他的號令，如果不服從，后果一樣不堪設想。養(yǎng)兵千日用兵一時，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強對決，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，不愿再次與強勢的桓玄火并。吃一塹長一智。慘痛的經(jīng)歷使他聽不進任何人的勸阻，執(zhí)意令兒子劉敬宣投降桓玄。
不費一兵一卒就把威名遠揚的北府兵收入麾下，桓玄大喜過望，設宴款待劉敬宣，請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，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、會稽太守，將其調(diào)離京口。劉牢之預感不妙，后悔沒聽劉裕的規(guī)勸，長嘆道：“這么快便削奪我的兵權，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，是個出爾反爾笑里藏刀的人，既然如此不如先下手為強，殺向丞相府，先結果了他的性命再說?！?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。一個人一生當中三次反叛，頂天立地威風凜凜的無敵將軍變成了貪生怕死畏首畏尾茍且偷生見風使舵的亡命徒了，還有何面目立足于天地之間呢？！”說罷，起身揚長而去。
劉牢之手下將佐和桓玄并沒有水火不容，在弱勢的高雅之和強勢的桓玄之間，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移家室，過了約定的時間還沒有回來，劉牢之估計是被劉襲殺害邀功領賞去了。
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，將劉牢之運回京口安葬。
劉牢之自縊身亡的事件不脛而走，桓玄聞訊不僅沒有痛心疾首，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，投靠桓玄就是自投羅網(wǎng)。
那么劉牢之何以結怨桓玄呢？原來王恭和桓玄是至交好友，王恭被抓時，遇見從前的同僚戴耆之縣令，說：“我有個庶子藏在乳母家中，請你幫我送到桓玄家寄養(yǎng)?！被感髞碚娴拇鸀閾狃B(yǎng)，并為庶子設立靈堂讓他祭吊王恭。后來桓玄還帶兵想為王恭復仇，可見桓玄對王恭是有情有義之人。劉牢之即使不自裁也難逃一死，這一點劉牢之感覺是對的。
事后來看，劉牢之對王恭和司馬道子父子勢不兩立確是站在憂國憂民立場之上的，直來直去，不講究策略方法莽撞行事才導致慘敗。而劉牢之關鍵時刻背叛劫殺王恭，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。
而桓玄因個人恩怨，不顧國家安危，對有功降將趕盡殺絕，連尸首都不放過，可見心胸之狹窄，人心之狠毒，對于自身的威望損害極大。