十一月，晋军前锋都督谢玄派猛将刘牢之率领精兵5000迅速奔袭洛涧,揭开了淝水大战的序幕。秦将梁成率部5万在洛涧边上列阵迎击。刘牢之分兵一部迂回到秦军阵后，断其归路；自己率兵强渡洛水，猛攻秦阵。秦军惊慌失措，勉强抵挡一阵，就土崩瓦解，主将梁成和其弟梁云战死，官兵争先恐后渡过淮河逃命，1.5万余人丧生。洛涧大捷，极大鼓舞了晋军的士气。谢石挥军水陆并进，直抵淝水（今淝河，在安徽寿县南）东岸，在八公山边扎下大营，与寿阳的秦军隔岸对峙。苻坚站在寿阳城上，看到晋军部阵严整，又望见淝水东面八公山上的草和树木，以为也是晋兵，心中顿生惧意，对苻融说：“这是劲敌！怎能说他们是弱敌呢？”

前秦军洛涧之战失利后，沿着淝水西岸布阵，企图从容与晋军交战。谢玄知己方兵力较弱，利于速决而不利于持久，于是便派遣使者激将苻融说：“将军率领军队深入晋地，却沿着淝水布阵，这是想打持久战，不是速战速决的方法。如果您能让前秦兵稍稍后撤，空出一块地方，使晋军能够渡过淝水，两军一决胜负，这不是很好吗？”前秦军诸将都认为这是晋军的诡计，劝苻坚不可上当。但是苻坚却说：“只引兵略微后退，待他们一半渡河，一半未渡之际，再用精锐骑兵冲杀，便可以取得胜利。”于是苻融便答应了谢玄的要求，指挥秦军后撤。前秦军本来就士气低落，内部不稳，阵势混乱，指挥不灵，这一撤更造成阵脚大乱。朱序乘机在前秦军阵后大喊：“秦军败了！秦军败了！”前秦军听了信以为真，遂纷纷狂跑，争相逃命。东晋军队在谢玄等人指挥下，乘势抢渡淝水，展开猛烈的攻击。苻融眼见大势不妙，骑马飞驰巡视阵地，想整顿稳定退却的士兵，结果马倒在地，被追上的晋军手起刀落，一命呜呼。前秦军全线崩溃，完全丧失了战斗力，晋军乘胜追击，一直到达青冈（在今寿阳附近）。前秦军人马相踏而死者，满山遍野，堵塞大河。活着的人听到风声鹤唳，以为是晋兵追来，更没命地拔脚向北逃窜。是役，秦军被歼灭的十有八九，苻坚本人也中箭负伤，仓皇逃至淮北。

晋军收复寿阳，谢石和谢玄派飞马往建康报捷。当时谢安正跟客人在家下棋。他看完了谢石送来的捷报，不露声色，随手把捷报放在旁边，照样下棋。客人知道是前方送来的战报，忍不住问谢安：“战况怎样？”谢安慢吞吞地说：“我们晋军胜利了。”客人听了，高兴得不想再下棋，想赶快把这个好消息告诉别人，就告别走了。谢安送走客人，回到内宅去，他的兴奋心情再也按捺不住，跨过门槛的时候，踉踉跄跄的，把脚上的木屐的齿也碰断了。

苻坚惨败淝水，原因众多。其中主要有：骄傲自大，主观武断，不听劝阻，一意孤行地轻率开战；内部不稳，意见不一，降将思乱，人心浮动；战线太长，分散兵力，舍长就短，缺乏协同；初战受挫，即失去信心；加上不知军情，随意后撤，自乱阵脚，给敌人提供可乘之机；对朱序等人的间谍活动没有察觉，让对手掌握己方情况，使己陷入被动地位。东晋军队的胜利，主要的因素归结起来，就是：临危不乱，从容应敌；君臣和睦，将士用命；主将有能，指挥若定；得敌情之实，知彼知己；士卒精练，北府兵以一当十；了解天时地利，发挥己军之长；初战破敌，挫其兵锋，励己士气；以智激敌，诱其自乱，然后乘隙掩杀；坚决实施战略追击，扩大战果。由此可见，淝水之战中双方得失足资启迪。