在桓温收复晋阳之后，东晋军威大振，其他三路大军也进展顺利，其中东路的宁远将军桓石虔收复了彰武郡，兖州刺史朱序收复了常山郡、博陵郡，桓温则率主力收复了新兴郡，在攻打定襄郡时又阵斩了前燕宗室定襄王慕容渊，收复定襄郡。
至此，除雁门郡、中山郡外，晋朝故地冀州、并州已经全部收复，由于雁门郡由匈奴铁弗部的刘卫辰镇守，而刘卫辰向来是墙头草，谁强就跟谁，因此在桓温攻伐前燕之战并没有明确站队，因此桓温并不想过早的与刘卫辰为敌，但是由于晋阳离雁门实在太近，为了防止刘卫辰偷袭，桓温任命桓豁兼任并州刺史，驻军晋阳，向西防范前秦，向北防范匈奴铁弗部的刘卫辰。
在安排好晋阳的防守之后，桓温马不停蹄，又联合其他两路大军，共同进军冀州的最后一个大郡，中山郡，镇守中山郡的前燕宗室武威王慕容筑弃城逃跑，东晋收复冀州最后一个大郡，至此，冀州全境收复，桓温任命朱序兼任冀州刺史。
桓温在短短的半年时间内接连收复冀州与并州全境，而前燕则兵败如山倒，而且还先后损失了四位宗室王爷，如此惨烈的败绩与之前吴王慕容垂所取得的辉煌胜利形成了鲜明的对比，已经跑到渔阳郡的皇帝慕容伟对慕容评相当的不满意，因此下旨要求慕容评立即到范阳郡组织防御，必须将东晋大军挡在幽州境外，否则的话就提头来见。
慕容评没有办法，只得硬着头皮来到了范阳郡组织防御，此时前燕国内的将士士气十分的低落，逃跑的士兵很多，慕容评拼习全力也只收集了三万士兵，而这三万士兵肯定是无法抵挡气势如虹的东晋军队的，没有办法，慕容评只得从北部边疆地区的少数民族地区征兵。
当时臣服于鲜卑慕容部的有匈奴铁弗部、丁零族、鲜卑拓跋部、鲜卑宇文部、柔然族、高句丽等民族，慕容评派使臣到这些地方以勤王之名征兵，由于之前被吴王慕容垂打的太惨，因此这些民族都对前燕政权很是害怕，因此慕容评轻轻松松就征得了近十万大军，这十万大军由各民族的将领率领，浩浩荡荡的来到了范阳郡设防。
慕容评有了这十万生力军助力后，信心大增，对外号称是三十万，再加上范阳坚固的城墙，对战胜桓温的东晋军队很有信心。
而与此同时，桓温也率领合兵后的大军，来到了范阳城下，合兵后的东晋军力兵力达到了十万，十万对阵慕容评的十三万，问题应该不大，但是由于慕容评宣传的效果比较好，桓温以为慕容评真的有三十万大军，为了不消耗自己的有生力量，桓温选择了稳妥行事，并没有急于攻城，而是选择了先行围困，然后再择机攻城。
慕容评见桓温并不急于攻城，便认为桓温孤军深入，粮草补济肯定很困难，因此便想以静制动，派出小股部队不便的侵袭东晋的运粮部队，待到桓温粮草不济之时，自然会不战而退，范阳之危便可解除。
桓温几次北伐都是吃了粮草不济的亏，因此对粮草运输问题格外的重视，前燕的小股军队几次骚乱都不成功，因此慕容评干脆就破罐子破摔，骚乱部队也不派了，城门也不出了，准备以时间换空间，妄图耗死桓温。
但是时间长了，不仅仅东晋的军队补充会出问题，防守的燕军补充也会出问题，军中普遍缺水少粮，城内黑市上的粮草也是水涨船高，这让生性贪婪的慕容评看到了发财的机会，在明知大敌当敌的情况下，仍然抵不住金钱的诱惑，竟然派人固山封泉，把泉水和柴薪作为新的经济增长点，士兵烧柴喝水都要收费，慕容评由此而骤富，积帛如丘，但燕军将士却怨气冲天，军心十分的焕散。
在城外的桓温得知这个情况之后，大笑了起来，他对自己的四弟桓冲说道：“燕军兵多粮足，但遇上了这么一位糊涂将军，兵再多有什么用?”
于是便让桓冲连夜率领五百名士兵趁着夜色摸到了燕军的粮草仓库，一把火将燕军的粮草辎重烧了个精光，大火映红半边天。
远在渔阳的慕容伟在听到慕容评居然在阵前卖樵鬻水之后，十分的生气，当即派出散骑侍郎李凤、黄门侍郎梁琛和中书侍郎乐嵩来到阵前痛责慕容评，并责令慕容评将卖水所得的钱帛全部散予军，并催促慕容评出城迎战。
慕容评无奈之下，只好向桓温下了战书。桓温十分的高兴，当即答应迎战，慕容评亲自率军出城迎战，桓温依然以桓冲的北府兵为先锋迎战，由于燕兵此时的军心十分的涣散，战斗力和战斗意志明显下降，再加上北府兵本来就战斗力爆表，因此刚刚战斗了一个上午，燕兵即因大败而溃逃，东晋俘获阵斩了近五万余人之后，又乘胜追击，所杀及降者又5万余人。前燕全军皆溃，慕容评单骑逃回渔阳。
范阳一战，前燕军力损失殆尽，再也无力迎战，慕容伟虽然气愤之极，但也无可奈何，此时的幽州也不安全，慕容伟只得携带皇太后可足浑氏、摄政太宰慕容评、乐安王慕容臧、宜都王慕容桓等人逃奔鲜卑慕容部的老家龙城。
慕容伟出逃龙城之后，前燕政权大势已去，幽州本地的燕军更加没有斗志，各地争相投降东晋军队，桓温想给年轻人一个表现的机会，因此任命在此次征战前燕当中表现突出的侄子桓石虔为幽州刺史，北府军参将刘牢之为龙骧将军，北府军参将何谦为征虏将军，命令他们率领军队平定幽州之后，继续向西追击，一定要彻底消灭前燕政权。
桓石虔等人领兵之后，很快就攻克了幽州的蓟县、燕郡、渔阳郡，然后开始向东进军属于平州的北平郡、辽西郡，并很快就追到了平州的昌黎郡。
昌黎郡离鲜卑慕容部的老家龙城很近，随着桓石虔等人的临近，已成丧家之犬的前燕皇帝慕容伟及慕容评等人慌慌不可终日，他们感觉龙城也已经不安全了，只得向北逃跑到了高句丽的王险城。
随着慕容伟等人的再一次逃跑，前燕政权已经事实上土崩瓦解，剩下的事就是平定各地还不肯臣服的部落了。
前燕政权已经不足为虑，桓温便将目光投向了幽州的西北方向，这里是游牧民族盘居的地方，也是五胡乱华的发源地，既然都打到这里了，那就过去溜一溜吧。
于是，桓温便率领军队北进幽州的上谷郡，又从上谷郡进入广宁郡，在历史上，出了广宁郡就是塞外，桓温率军收复了广宁郡，事实上也就意味着丢失百年之久的边塞重镇再一次回到了汉族人的手里。
收复广宁郡之后，桓温下一步要面对的，就是占据代郡、云中郡的鲜卑拓跋部的首领，受封代王的拓跋什翼犍，以及占据雁门郡的匈奴铁弗部首领，受封雁门太守的刘卫辰，还有就是占据句町的丁零族首领、受封句町王的翟斌了。