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这时吕光也攻下了上邽，杀死苻双和苻武，带兵去攻陕城。八万兵马一齐来攻陕城，陕城很快就被攻破，苻廋被俘，押回长安。
苻坚赐苻廋自杀，但为了给自己的叔叔符健留后，宽恕了苻廋的七个儿子，并封苻廋的长子袭爵为魏公，余子皆封为县公。那个赐死苻法的苟太后因为亲生的小儿子被杀很不高兴，虽然这个小儿子是她最不喜欢的一个，于是对苻坚道：“苻廋和苻双都造反了，苻双是你亲弟弟，反而不能留后，为什么？”
苻坚道：“天下是高祖打下来的，我怎么能让高祖断子绝孙呢？至于苻双，他既然触犯国法，当以国法处置，不可因私废法。”
秦国处理内乱的时候，东晋则已经派兵北伐攻燕了。桓温带八万大军一路北进，其先头部队建威将军檀玄在湖陆（今江苏沛县北）先和燕宁东将军慕容忠打了一仗。晋军大胜，俘虏慕容忠。桓温再进抵金乡（今山东省济宁市金乡县）。这时正遇到北方大旱，许多水道干涸，晋军习惯水运辎重而不备骡马，后勤供应不上。桓温遂暂时停止进军，开凿通了三百里水路，连接泗水与清水。但因为是旱年，水并不深，还是不方便漕运，又开凿水道将汶水引入清水。
水道畅通之后，已经是深秋了，如果不能速战速决的话，冬季一到，河道结冰，后勤仍然会成为影响桓温进军的大问题。而且南方兵将不习惯在寒冷的冬季作战，很影响战斗力。于是郗超建议不要再攻城略地了，率大军直扑燕国首都邺城，只要攻破邺城，燕军一定大批北撤，黄河以南的大片失地便可很快收复。
桓温听了沉思不语。郗超又道：“如果您认为不顾后方，直逼燕都，有点儿太冒险的话。您可以先停兵不前，储备物资，等明年夏天再进兵。虽说是迟了一些，毕竟比较稳妥，明年一定能大胜燕国。”
桓温进兵邺城没有把握，驻军不进又不甘心，于是道：“你的前计太急了一些，后策又太缓了一些。”遂率陆军继续进兵，很快与燕国刚刚调集来的主力军两万前锋骑兵相遇。晋军再一次击败燕军，下邳王慕容厉逃跑。高平（今山东济宁微山县）太守徐翻献城投降。
慕容的庶兄乐安王慕容臧的八万军队接着南下与晋军交战。晋军前锋军朱序的部队失利退兵。桓温亲自指挥大军与慕容臧大战，终于大败慕容臧。慕容臧领残兵北逃。
桓温遂一路进军到武阳（今山东省聊城市阳谷县西，阳谷当时属于兖州），兖州刺史孙元在桓温还没有来的时候就挂起了晋国的旗帜起义投诚了。桓温遂又进兵枋头。枋头离邺城不过二百里地，三天的路程。慕容和太傅慕容评十分恐惧，商议欲逃故都和龙（今辽宁朝阳）。
这时，吴王慕容垂站出来说：“现在邺城还有十万人马，仍可与晋兵一战。为什么要逃呢？难道祖宗打下的江山就被我们这么轻易地扔掉么？”
慕容评坚持要逃，慕容垂坚持要战。慕容决定不了，在殿上急得直哭。这时皇甫真道：“大司马临终的时候说，如果国事紧急，一定要重用吴王，您忘了么？”大司马就是慕容恪。慕容听了，这才决定让慕容垂统兵南拒晋兵。
慕容评担心慕容垂打不过晋军，向慕容建议用让出虎牢关以西所有土地的代价去请秦兵来救。慕容遂派散骑常侍李凤、散骑侍郎乐嵩为使，去长安向秦国求救。
苻坚担心晋国灭了燕国后实力大增，对秦国不利，再加上燕国愿意割地，便派将军苟池、洛州刺史邓羌率三万军马去救燕国。
慕容垂进兵到枋头，并不与晋军交战。他先密派慕容德与兰台治书侍御史刘当以一万五千重兵紧守石门，断去晋军赖以漕运的水源，又派豫州刺史李邽守皋陵陆道，断去晋军从陆路运粮的通道；再派尚书郎悉罗腾与虎贲中郎将染干津率五千精骑兵，去组织各郡县抢收附近粮食，并阻止晋军就地收粮。然后紧闭营垒，只守不攻。
桓温向慕容垂的营寨进攻了几回，慕容垂牢守阵地，一时不能攻克，双方在枋头形成了胶着状态。一直拖延到九月，由于石门断水，清河的水位降低，不便漕运，桓温派袁真率一万兵进攻石门，以放水源。
慕容德派慕容宙和慕容寅设下一支伏兵，袭击了袁真的前锋袁瑾，袁真带兵去救袁瑾，击败慕容宙和慕容宇，但慕容德与刘当又抄了袁真后路。打来打去，最后还是晋军被打败了。
桓温听说袁真败了，一方面强令袁真不惜一切代价，一定要夺取石门，一方面派邓遐去皋陵打通陆道；又派赵降将李述和燕降将段思两个人带兵就近筹粮。
李邽以重兵死守险关皋陵，邓遐攻了好多日，也没能攻下来，十分郁闷，却拿李邽没有办法。李述、段思带兵筹粮，可到处都已经抢收完毕，被燕军运走，好不容易抢了一些粮食，却被悉罗腾与染干津带兵杀出来抢光。李述和段思都被杀死，出来筹粮的晋兵全军覆没。
这时桓温只有几天的存粮了，皋陵和石门又屡攻不下。桓温只好决一死战，猛攻慕容垂的阵营。慕容垂坚守阵地，晋军屡次攻打，没有效果。这时桓温又听说秦国出兵从洛阳攻向颍川，欲抄自己的后路。桓温粮草不继，后路遭袭，只得退兵。因为清水已经不能行船，便一把火把带来的所有大小船只烧了个干净，然后带军南撤。
桓温南撤之后，燕军顿时欢欣鼓舞，被晋军痛打了半年多，他们也想出出气，便纷纷请战。慕荣垂说：“桓温用兵谨慎，一定用精兵殿后，严加防备。我们现在去打他们，肯定占不了便宜。”遂命五千精骑兵，日夜兼程，抄到桓温的前面埋伏。又亲自率领一万精兵，远远跟在晋军的后边。
桓温日夜急行，一直跑到襄邑（今河南省睢县）。晋军都累坏了，趴在地上起不来。桓温忙催士兵起来继续跑，士兵哪里能起得来。桓温着急坏了，派亲兵和将领用鞭子抽着这些士兵走。
这个时候，慕容垂的一万骑兵从后路发动了攻击，漫山遍野向晋军杀来。晋兵抵挡不住，溃散南逃，在南边又遭到慕容德的伏击。仅此一战，晋军死三万人，伤两万，逃散者不计其数。桓温来时所带的八万大军，连轻伤士兵在内现在不到两万。
桓温向南来到谯郡（今安徽蒙城县西北三里），正遇上秦将苟池、邓羌的军队。桓军的败军哪里打得过，又大败而逃，一直逃到山阳以南才敢停下，再检点人马，仅余三千。
慕容垂击败桓温，威名大震，成为燕国最有威信的人。太傅慕容评更加嫉妒慕容垂。慕容垂为将士请功，慕容评认为他是邀买人心，压着不办；慕容垂请求边境安排几员重将，慕容评认为他是安插亲信，也不答应。慕容垂本来是个好脾气，此时也对慕容评有了很深的看法，便找慕容评论理，并利用自己的威信和人缘给慕容评施加压力。
慕容评发觉慕容垂已经不好控制了，并且朝廷内外都心向慕容垂，于是向可足浑氏建议除去慕容垂。可足浑氏早有此意，于是二人开始寻找慕容垂的所谓罪行。
慕容恪的儿子慕容楷，慕容垂的舅舅兰建得到消息，急忙找到慕容垂，劝他先发制人，除去二人，掌握朝权。慕容垂道：“我不忍骨肉相残，并成为乱臣。宁愿死，不忍为。”
两个人苦劝慕容垂，慕容垂最后道：“这样吧，我离开京城远走他乡，其他的办法，你们就不要提了。”兰建只好道：“就算是走，也应当早走。否则等慕容评向你下手的时候，你就是想走也走不了了！”
于是慕容垂带着老婆段氏，四个儿子慕容令、慕容宝、慕容农、慕容隆，两个侄子慕容楷、慕容绍，舅舅兰建，郎中令高弼等人，以外出打猎为名，离开京城，一出京城就直奔辽东的旧都龙城。
慕容评得知后立刻派西平公慕容强率一百名快马骑兵去追。慕容强在范阳将慕容垂等人追上。
慕容垂呵斥慕容强，让他回去。慕容强敬畏慕容垂，不敢捕他，但回去也无法复命，只好道：“我奉太傅之命来请您回去，不敢违令。”
慕容垂的世子慕容令大怒，拿着铁枪就刺慕容强。慕容强不敢反抗，带着人撤走。
慕容令对父亲道：“太后和慕容评已经知道咱们要去龙城，一定还要派兵来追。燕国是不能待了，不如投奔秦国。”
慕容垂也苦于天下之大，无处容身，叹道：“只能这样了。”于是把马蹄和车辙印都抹掉，改穿老百姓的衣服，从小路悄悄南下。路过邺城，再到河阳（今孟州市）。在河阳过河的时候，因没有通关文牒被守军拦住，慕容垂没办法，只得亮出身份。这些官兵都很敬佩慕容垂，遂让慕容垂渡河。但消息很快传到了邺城，慕容评急忙派吴归来追。
吴归在阌乡（今河南省西部灵宝市）追到慕容垂。吴归本是慕容垂的老部下，有心放老领导一马，于是假装去捉慕容垂，却暗示慕容垂砍他一槊。慕容垂于是打了吴归几下，吴归假装不敌败逃。慕容垂遂进入秦国境内。
苻坚听说慕容垂来投，急忙派邓羌去接，把慕容垂迎入陕城，给他们换了衣服，洗了澡，剃了发，好吃好喝，殷勤招待，侍候得十分周到。然后又派专车来接，邓羌亲自护送，一路送到长安。刚到长安城东的灞上，就见秦王苻坚已经带着文武百官出城来迎了。灞上距离长安城约二十里地，苻坚亲自出城二十里来接，可见是元首级的高规格接待礼节。
苻坚见了慕容垂，拉着他的手道：“你来投我，是上天让你来帮我定天下啊。你放心，如果成功，我将把你世封幽州，使你既不失为孝子，也不失为忠臣。”
王猛与慕容垂见面寒暄之后，发觉此人并非久居人下之辈，遂悄悄对苻坚说：“慕容垂父子，不是可驯之物。将来必为秦国之患，不如早除之。”
苻坚道：“周朝得到微子而灭商，秦国得到由余而称霸，吴国得伍子胥而胜强楚，汉朝得陈平而诛项羽，魏国得许攸而破袁绍。朕得慕容垂，如果给他最高的待遇，一方面可以邀得燕国民心，另一方面可以促使更多的燕将来投。难道不是好事么？”
苻坚并不听王猛的话，拜慕容垂为冠军将军，封为宾徒侯，拜慕容楷为积弩将军，其余人等各有重赏。苻坚一方面操练兵马，筹备粮草，准备东攻；另一方面派黄门郎石越出使燕国，问燕国讨要虎牢关以西的土地。
慕容评见到石越，矢口否认当时订下的割地条约。石越把合同拿出来说：“你看，白纸黑字写得清清楚楚。你还要抵赖？”
慕容评翻脸道：“大燕疆土是将士们流血征战得来的，怎么能够轻易给人？”
尚书郎高泰、太傅参军刘靖、黄门侍郎梁琛、皇甫真等人都劝慕容评防备秦国，慕容评却不以为然，认为是杞人忧天，称秦国本身是实力不济的小国，苻坚也是个小心谨慎的人，决不会进攻燕国。
这时，尚书左丞申绍上疏指出当时燕国致使朝政几大弊端：第一，地方长官许多不合格，国家也不加以考核，于是大都贪污腐化，昏聩无能，百姓困顿，盗贼蜂起；第二，官吏过多，比以前要多很多，不但办事效率极为低下，而且光这些官吏之间的乱七八糟的事，朝廷就管不过来，根本没有精力办正事；第三，后宫的宫女多达四千多人，这还不算太监仆人杂役，每天宫里的花费要上万金，这种奢侈之风在朝廷甚至士民中流行，使国家的财力受到很大的损失；第四，我们这些年一直出兵攻打北部的什翼犍，劳师远顿，徒耗国力，并没有什么用，因为什翼犍虽然没有向燕国纳贡，但基本上不犯我国边界，我们与其把大量的军力部署在北境，还不如调到西部去防秦国，调到南部去防晋国。
慕容评看完这些意见后，不但没有听从，反而大怒，把申绍赶出朝廷，降为常山太守。
前秦灭燕
石越回到长安，说慕容评不肯交出先前答应割让的土地，苻坚非常高兴，道：“如此我师出有名矣！”于是以王猛为帅，建威将军梁成为先锋，洛州刺史邓羌为副将，出五万兵，从陕城出师，东取洛阳。王猛因为一直忌惮慕容垂父子，遂请慕容令为参军，作为向导，欲在前线把慕容令除去。王猛临行前亲自拜访慕容垂，对慕容垂道：“你我一见如故，我实在是舍不得离开你啊，不如你给我个信物，让我能睹物思人。”慕容垂毫不怀疑，遂把身上常年佩�