少有大志，向往劉琨、陶侃的事跡。咸康七年（341年），任瑯琊太守。永和元年（345年），桓溫任荊州刺史，取代庾翼兵權。次年（346年），桓溫趁成漢內部不穩之際，率軍沿長江直上，平定蜀地，漢王李勢投降，拜征西大將軍，封臨賀郡公。永和五年（349年）四月，后趙主石虎死，北方再度混亂，桓溫多次請求北伐未果。永和六年（350年），朝廷以殷浩為中軍將軍、都督五州諸軍事，委以北伐重任，以此抗衡桓溫。結果殷浩大敗而回，桓溫遂掌大權。
永和十年（354年），桓溫第一次北伐前秦，親率步騎四萬余人，水軍直指南鄉（湖北均縣），命梁州刺史司馬勛沿子午道（秦嶺棧道，通向漢中）推進，一路攻占上洛（陜西商縣），在陜西藍田擊破氐族苻健軍隊數萬人，進駐霸上（長安東面），苻健以數千人退守長安，當地民眾“持牛酒迎溫于路者十八、九，耆老感泣曰：‘不圖今日復見官軍！’”（《晉書》），桓溫未乘勝追擊長安，反待敵自潰，期間本想將春麥收作軍糧，但秦軍已搶先收割，晉軍糧秣不繼，被迫撤返襄陽。永和十二年（356年），桓溫第二次北伐，擊敗羌族姚襄，收復洛陽。隆和元年（362年），桓溫建議遷都洛陽，又建議南遷的士族返鄉，但遭到達官貴人激烈反對。前燕趁東晉君臣相互猜忌和牽制之際，重新占領洛陽。太和四年（369年），桓溫為了樹立更高的威望，決定率步騎5萬北伐前燕，一路勢如破竹。經金城時，“見前為瑯琊時所種柳，皆已十圍。慨然曰：‘木猶如此，人何以堪！’攀枝執條，泫然流涕?！保ā妒勒f新語》）在枋頭（今河南汲縣東北）忽逡巡不前，企圖“坐取全勝”。不久軍中絕糧，又聞前秦援兵將至，遂燒船、棄甲，自陸道撤退，鑿井而飲，行軍七百余里，途中遭前燕騎兵伏擊，損失三萬余人，大敗而歸。
掌握大權桓溫長期掌握大權，素有不臣之志，頗羨王敦之舉。有一次，他撫枕而嘆：“既不能流芳百世，不足覆遺臭萬載耶？”咸安元年（371年），率軍攻壽春（今安徽壽縣），俘斬袁瑾。同年，桓溫廢帝司馬奕為東海王，改立簡文帝，以大司馬專權，次年，文帝死，桓溫有代晉之謀，不久病死，由其弟桓沖代位。
桓溫北伐的動機大概跟劉裕差不多，企圖籍此立威，掌握朝權。
在北伐之前，桓溫已經迫使晉廷給他加殊禮，位在諸侯王之上。很明顯，桓溫是想趁著北伐勝利的余威，回來后篡奪皇位，或者說至少是為篡位作準備，但他的運氣實在不好。
前燕當時慕容垂還在，其指揮才能眾所周知，加上桓溫本是賭徒心性，敢于冒險，偏偏此次北伐過于遲重，不聽郗超之謀，結果在連戰勝利的情況下，最后糧盡退兵，被慕容垂所敗。
枋頭敗歸后，桓溫威望大減，方寸大戰，便想用廢立的辦法重新樹立威權，于是廢了司馬奕，另立簡文帝，這樣他就拿到了類似霍光那樣的輔政大權，下一步就要篡奪，可惜一病而死，未能實現。
至于司馬奕，雖然被桓溫廢掉，但桓溫死后，謝安等人也無意讓他廢位，所以只能老老實實去當他的東海王。
桓溫的后代為躲避劉裕追殺，一部分降后秦，另一部分逃入苗中，成為南蠻。
偏安江南的東晉朝廷盡力牽制和阻撓主張北伐者。祖逖功敗垂成，庾亮、庾翼兄弟力主北伐，也因大多數朝臣反對而未能實現。永和元年(345)，原鎮武昌的庾翼病死，朝廷以桓溫為安西將軍、假節都督荊梁四州諸軍事、荊州刺史，代庾翼掌握上游事權。恒溫乘成漢政權腐敗，人心渙散之際，于二年冬率軍沿江直上，次年，平定蜀地，進位征西大將軍，封臨賀郡公，聲望極高。五年，后趙主石虎死，北方再度混亂，桓溫多次請求乘機北伐。六年，朝廷以揚州刺史殷浩為中軍將軍、都督揚、豫、徐、兗、青五州諸軍事，委以北伐重任，企圖以此對抗桓溫。九年，殷浩大敗而回，免為庶人，內外大權遂集于桓溫一身。 十年二月，桓溫第一次北伐前秦，親統步騎四萬自江陵出發，經析縣（今河南西峽）直指武關（今陜西丹鳳東南）；水軍則從襄陽入均口（今湖北丹江口），直指南鄉（今湖北均縣東南）；同時命梁州刺史司馬勛沿子午道(秦嶺棧道，從關中直南通向漢中)向前推進；并派別軍攻占上洛（今陜西商縣）。四月，桓溫在今陜西藍田擊敗前秦派來堵截的數萬大軍，進至長安東面的霸上，前秦主苻健以數千人退守長安。關中百姓紛紛持牛酒慰勞，老人流淚說：“不圖今日復見官軍！”但桓溫未乘勝進攻長安，而是坐待敵軍自潰；本可將已熟春麥收作軍糧，而秦軍已搶先收割，堅壁清野，桓溫終因軍糧不繼而于六月被迫撤退。十二年七月，桓溫第二次自江陵北伐，八月，在伊水（今河南洛陽南）大敗羌族豪酋姚襄的軍隊，收復洛陽。但很快還兵江陵，只留兩千多人戍守。以后潁川、譙（今安徽亳縣）、沛（今安徽濉溪西北）諸城相繼為前燕占領。隆和元年(362)，桓溫建議遷都洛陽，主張永嘉以來流播的北人全部遷回河南。南下士族紛紛反對，而桓溫也只是借此威脅朝廷。東晉大臣相互猜忌和牽制，力量內耗，給前燕可乘之機。興寧三年(365)三月，洛陽終于被前燕占領。興寧元年桓溫已進位大司馬、都督中外諸軍事。次年，加揚州牧。太和四年(369)又兼任徐、兗二州刺史。荊、揚兩鎮由溫一身兼任。為了樹立更高的威望以便代晉，決定北伐前燕。四月，桓溫率步騎五萬自姑孰（今安徽當涂）出發，進至金鄉（今山東金鄉北）。遣冠軍將軍毛虎生鑿鉅野（即大野澤，在今山東巨野北）三百里，引汶水會于清水（古濟水自鉅野澤以下別名清水），溫率舟師自清水入黃河。一路所向無敵，七月進至枋頭（今河南汲縣東北）。晉軍離燕都鄴(今河北臨漳西南)僅二百余里，燕主一度想出奔龍城（今遼寧朝陽），向前秦求援，同時令慕容垂率軍五萬以拒晉軍?；笢剡M至枋頭后，不敢乘勝進軍鄴城，又徘徊等待，妄圖“坐取全勝”。這時北方干旱，原水道已不能利用，進軍之初，桓溫雖命豫州刺史袁真率軍攻譙郡、梁郡（今河南商丘南），然后打開滎陽的石門（即汴水入黃河之口）以通水道。袁真攻下譙、梁，卻沒能打開石門?；笢亟K因孤軍深入，軍糧不繼而被迫焚燒船只，拋棄輜重、鎧仗，從陸路撤退，鑿井而飲，行七百余里。在襄邑（今河南睢縣）遭燕軍夾擊，損失三萬多人。在譙郡再受前秦軍襲擊，又損失一萬多人。此役遂以慘敗告終。太和六年(371)十一月桓溫廢帝奕為東海王（即海西公），改立簡文帝，自己以大司馬鎮姑孰專擅朝政。次年，簡文帝死，桓溫要求加九錫，作代晉的圖謀，但不久即病死，由其弟桓沖代領其眾。
三次北伐
