平定卢循
卢循、徐道覆趁刘裕领兵在外，于义熙六年（410年）起兵，进攻江州。当时朝廷急征刘裕，而当时刘裕刚灭南燕，收到诏书就撤还建康。刘裕至山阳（今江苏淮安市）时知江州刺史何无忌已战死，于是加速回防建康，并于四月赶至。五月，豫州刺史刘毅大败给卢循，卢循继续东下，而刘裕当时就招募兵众，修治石头城并于当地聚兵。不过，由于刘裕急急南返，士卒多有伤病，而建康兵力亦不过千人，面对有十多万人的卢循大军显得实力悬殊，然而刘裕坚决不肯接受诸葛长民及孟昶奉安帝北归广陵避敌的建议，决意死战。
卢循军到后停驻蔡洲（今江苏江宁县西南江中），刘裕就以木栅阻断石头城及淮口，修治越城（今江宁县南）并建查浦、药园、廷尉三个堡垒，分兵戍守以御卢循，卢循曾分疑兵进攻白石及查浦，自率大军进攻丹阳郡，但都没有取胜，而且在各县中都无法抢掠到物资，被逼于七月退兵江州。同年十月，刘裕率刘藩、檀韶、刘敬宣等人进攻卢循，并于十二月以火攻击败卢循船队。卢循败后试图于左里（今鄱阳湖口）挡住刘裕，但刘裕率军奋战，卢循军无法阻挡而大败，卢循因而南逃广州。刘裕早于卢循撤出蔡洲后就已派了孙处及沈田子经海路攻占了卢循根据地番禺，卢循败逃广州后于义熙七年（411年）又于广州败于沈田子等人，终在交州被刺史杜慧度所杀。
诛除异己
刘裕于义熙七年（411年）班师回到建康，并受太尉、中书监职位。次年（412年）四月，刘裕以刘毅为荆州刺史。刘毅自以能力不亚于刘裕，甚不服在刘裕以下，他亦得朝中有名望人士归心交结，故此迁镇荆州时就将大部分豫州府属及江州万多人的军队都带去荆州，到任后又重新调度荆州郡县首长，更以患病为由请堂弟刘藩去做他副手。刘裕知其有异心，于是假意答允其请求，但就乘刘藩自兖州治所广陵入朝时就指称他与谢混图谋不轨，将二人赐死，接着就率军自建康出发讨伐刘毅。刘裕派王镇恶为前锋，沿路声言是刘藩前来去骗倒各戍和民众，直至江陵城外五六里时才被发现，但已赶及在刘毅关闭城门前率兵入城，并在城内作战。城中民众知刘裕在率军前来都十分惊恐，刘毅不敌王镇恶，唯有出逃，并于牛牧寺自杀。刘裕随后来到江陵，诛杀了刘毅亲信郗僧施，消灭了刘毅势力。
刘裕征刘毅时以诸葛长民守留府事，但诸葛长民见刘毅败死，自己亦深感不安，更意图作乱，刘裕回建康时故意拖慢进度，让等待迎接他的诸葛长民及其他官员接连几日都等不到刘裕。刘裕却乘轻舟快快进城，进入了官邸东府。诸葛长民知道刘裕突然回来了，于是拜访，刘裕暗中命壮士丁旿埋伏，故意和诸葛长民闲话家常，乘诸葛长民警觉性下降时命丁旿将其杀死，接着又诛杀了长民弟诸葛黎民等人。刘裕接着就加镇西将军、豫州刺史，接掌诸葛长民的原职。清除京口武将中的异己势力之后，刘裕在412年底发动晋灭谯蜀之战，隔年（413年）西征主将朱龄石成功灭谯蜀，使刘裕加授羽葆、鼓吹及班剑二十人。
412年征讨刘毅时，刘裕以晋宗室司马休之接任荆州刺史。司马休之颇得当地人心，而刘裕就怀疑他有异心；在义熙十年（414年），其子司马文思又在建康招集轻侠，令刘裕十分厌恶，司马文思终因被揭发杀害官吏而被捕，刘裕诛杀其党众而免文思死，反送他到司马休之那里，要他亲自教诲他，实质就是要司马休之将其处死。然而，司马休之并没有杀文思，只是上表废掉文思的谯王爵位，并写信向刘裕道歉。这举动令刘裕对其大感不满，立刻就命江州刺史孟怀玉戒备。
义熙十一年（415年），刘裕收杀司马休之在建康的次子司马文宝及侄儿司马文祖，并出兵讨伐司马休之，自加黄钺，领荆州刺史。司马休之则上表刘裕罪状，派兵抵抗；当时雍州刺史鲁宗之自感不被刘裕所容，故与司马休之联结。刘裕前锋徐逵之初战败于鲁轨，众将除蒯恩外皆战死，刘裕大怒。然而当他到时，鲁轨及司马文思率军在悬岸峭壁上列阵，令刘裕难以登岸，胡藩当时就冒险攀登，司马文思等竟不能抵挡，刘裕就乘对方后撤的机会登岸进攻，终击溃司马休之的军队，攻下江陵，司马休之及鲁宗之北投后秦。
刘裕在消灭司马休之后获剑履上殿、入朝不趋、赞拜不名的崇礼，次年（416年）正月更获加领平北将军、兖州刺史、都督南秦州诸军事，至此其一人已经都督徐州、南徐、豫、南豫、兖、南兖、青、冀、幽、并、司、郢、荆、江、湘、雍、梁、益、宁、交、广、南秦共二十二州。
两度北伐
在魏晋十六国时期，东晋虽偏安江南，却始终没有放弃收复中原，所以屡次发动北伐战争。后秦、南燕出于内乱而败亡；公元397年北魏军攻下中山，后燕官吏兵投降两万余人，后燕的疆域被切断为南燕和北燕二部，405年南燕又发生政变；416年姚兴卒，后秦内乱不断，镇守蒲坂和岭北的姚懿、姚恢先后率叛军进攻长安。刘裕趁后秦、南燕内乱之际，乘机出兵，并一举攻灭。这次收复中原的版图之多，是东晋历次北伐中最成功、影响最深远的一次，也是以前的多次北伐都无法与之比拟的。