八月二十一，司马尚之在慈湖（今安徽马鞍山市东北）迎战庾楷手下大将汝南太守段方，经过一番激战，司马尚之斩杀段方。
九月初二，司马尚之在采石矶以人数上的绝对优势大败庾楷，庾楷率残兵向西投奔荆州军桓玄部。
三路大军去其一路，司马元显刚刚松了一口气，荆州水军便到了。
殷仲堪的先锋官桓玄在建康要塞白石（今江苏南京市金川门外，幕府山南麓）大破司马尚之朝廷水师。
桓玄、杨佺期部兵临石头城，与守城的王恺（王坦之长子）展开了激烈地攻防大战。
十日后，刘牢之的北府军乘船从东方而来，来到石头城下。
桓玄、杨佺期大喜过望，以为来了援军，没想到北府军却向荆州军发起了进攻，打得猝不及防的荆州军落花流水，退守蔡洲（今江苏南京市西南，魏晋时期为长江沙洲）。
刘牢之反水了！
早在司马尚之和庾楷大战，荆州水军快到石头城时，机警聪颖的司马元显敏锐地捕捉到一个外人不易察觉的细节。
古往今来的重大战役，胜利一方的将领看似用兵如神，神鬼莫测，其实细细抛开来讲也是就不再神秘了，只不过决策者比别人看得更细致罢了。
因为在京口的王恭部离建康只不过三五天的路程，而荆州军到建康最起码得半个月以上。
两地同时发兵，现在荆州军已经快到建康，而王恭的北府军却还在路上慢吞吞地行走。
司马元显赶忙派细作去暗中探访，得知北府军的首领刘牢之对此次征讨心怀不满，而且因王恭多年来对他傲视羞辱，视他为召之即来，挥之即去的鹰犬，视北府军为他的私人武装，更是积怨已久。
所以行动非常缓慢，船队在长江上逆行游荡漂流，进两丈退一丈。
司马元显赶忙派庐江太守高素秘密乘小舟带着他的亲笔信来到北府军船上，面见刘牢之游说。
两人见面，高素动之以情，晓之以理。
司马元显在信中讲到，如果刘牢之脱离叛乱队伍，反戈一击，事成之后，王恭现在所有的职位、封号一律转授给他，此事相王司马道子已经允诺。
原本在谢玄死后，论资排辈，北府军的老大刘牢之就该做这个徐州刺史之位，没想到先来了司马恬，后空降来了王恭。
他早已对这个职位垂涎三尺，并且愤愤不平，见了司马元显的信，心道，王恭你敢造反朝廷，我怎么就不敢造反你？
当即，刘牢之在和北府军重要将领的儿子刘敬宣、女婿高雅之、外甥何无忌商量后，决定背叛王恭的“清君侧”大军，毅然投靠大晋朝廷。
于是刘牢之当即斩杀王恭派来北府军中监督他的帐下督颜延，然后当众宣布了这项决定。