元兴二年，（公元 403年）正月，卢循派徐道覆率领起义军再度进攻东阳，仍未能拔，退守永嘉。刘裕率领北府兵进攻起义军，起义军将领张士道被杀，起义军被迫从永嘉、安固（今浙江瑞安）撤退至晋安。

从当时敌我双方的力量对比来看，东晋的实力已经大为增强，明显地居于优势和主动地位，尤其是刘裕率领北府兵与起义军多次交锋，连连获胜；虽然三吴地区"编户饥懂"，民生凋敝，但是东晋可以从国库得到军粮装备的补充。起义军方面， 力量遭到严重摧残，原有的数十万之众，仅存数千人。再加上饥荒，部队及其家属的给养又来源无着。在这种情况下，起义军要想在三吴地区站稳脚根，显然是十分困难的，需要另觅出路，别图发展。

为了保存和发展起义力量，卢循作出了一个重大的决策∶向广州地区作战略转移。

元兴三年（公元404年）六月前后，卢循抵达番禺城下。广州刺史吴隐之闭门死守，作困兽之斗。起义军围城百余日，东晋守军本来都是老弱病残，再加上粮草耗尽，很快就被卢循攻克。而徐道覆率领的另一支起义军也攻克始兴（郡治曲江，今广东韶关西南）。卢循自摄广州州事，号"平南将军"，在广州地区重建农民政权。

公元409年四月，刘裕带兵北上进攻南燕。徐道覆认为，这正是大举北伐，直捣建康的大好时机，请求卢循乘虚而出，但却遭到拒绝。义熙六年（公元 410年）正月，徐道覆自始兴亲往番禺，当面劝说卢循出师北伐。卢循虽然心里不希望北伐，但众志难违，只得勉强同意。

二月，农民起义军兵分东西两路，长驱北进。东路军由徐道覆指挥，舰队沿赣水，连克南康、庐陵，直逼豫章。西路军由卢循统帅，取道湘水，攻陷桂阳、湘东、长沙。三月，镇南将军江州刺史何无忌率领水军在豫章截击东路军，与起义军大战于赣水之上。徐道覆先布置强弩手数百人，埋伏在岸边，等敌军靠近后，百弩齐发，矢如雨注。

何无忌的舟师被这突如其来的袭击打得晕头转向，队形立即大乱。徐道覆命令起义军的大舰乘着风势，向敌军猛冲，晋军舟师所乘皆体小板薄的小型舰只，在义军大舰的冲击下。不禁惊慌失措。全线顿时崩溃。起义军战士纷纷跳上何无忌部所乘的战舰，何军或被杀，或投水，主帅何无忌当场毙命。起义军取得豫章之役的辉煌胜利，占领江州。

当何无忌兵败的消息传到建康后，朝野震动。四月三日，东晋卫将军、豫州刺史刘毅率军南下，再次阻击起义军。出发前夕，刘裕派专人致信刘毅，劝告他不要单独出兵。但刘毅不听，率领舟师二万进军姑熟。

徐道覆听到刘毅率军溯江而上的消息，建议集中优势兵力歼灭敌人。五月七日，起义军与刘毅的二万舟师大战于桑落州（在今江西九江东北）。刘毅同何无忌一样，交手不久，就被起义军杀得几乎全军覆没。刘毅丢掉全部辎重，仅带着几百名残卒步行逃命。

在这样一种情况下，正在北伐的刘裕不得不调军回转。但此时，刘裕的主力军刚刚经历大仗，并没有进行休整，情况并不是很理想。而起义军在接连的胜利后，尤其在打败何无忌与刘毅之后，士气大胜，完全有能力一举打到建康城下。

但偏偏这个时候，卢循得知刘裕回京的消息，他害怕了。卢循想把部队拉回寻阳，据二州（指江、荆）和刘裕分庭抗礼。徐道覆坚决反对卢循的退却主张和平分天下的幻想，和卢循争论多日，卢循这才勉强地收回了自己的意见。

刘裕正是抓住卢循在桑落州之战后迟疑不进的机会，迅速地进行迎战的部署。他急召青州刺史诸葛长民、兖州刺史刘藩、并州刺史刘道怜等带兵入卫建康。在援兵未到之前，刘裕移屯石头，加固防御工事。

五月十四日，起义军进至淮口（，建康内外戒严。徐道覆针对东晋政府军兵力单薄的弱点，认为起义军应当从新亭至白石一线，分兵数道，发动强攻，如果敌人分兵抵挡，必然捉襟见肘，这样，起义军就会从多处突破敌人防线，象把把利刃直插建康城内。因此他向卢循建议起义军"焚舟而上，数道攻之"，和东晋政府军展开决战。

当时，刘裕最担心的正是起义军实行这样的作战方案。然而，对于徐道覆提出的作战计划，卢循竟然拒不接受。徐道覆准备自己率领部队从新亭至白石发动进攻，卢循又蛮横地加以制止，只许停泊蔡洲待命。卢循荒唐地把希望寄托在敌军的"不战而破"上。

又是这个犹豫时间，东晋的各路援军陆续开到建康。刘裕在建康的外围修治越城，筑查浦、药园、廷尉三垒，同时命令冠军将军刘敬宣屯北郊，辅国将军孟怀玉屯丹阳郡西，建武将军王仲德屯越城，广武将军刘怀默屯建阳门外。显然，刘裕利用卢循"按兵待之"的机会，完成了保卫建康的军事部署。

卢循不愿意打陆地战，让起义军十余舰硬攻石头栅。该栅是刘裕重点布防的据点，栅坚垒固，兵力密集。起义军久攻不克，只得回泊蔡洲。

由于战舰损失严重，对石头栅又频攻不利，造成师老兵疲，卢循决定率众在南岸登陆。为了转移敌人的注意，保证登陆计划顺利进行，起义军佯攻白石。刘裕不知是计，率刘毅、诸葛长民拒之，留参军徐赤特戍守南岸。起义军看到敌军主力转移到白石，立即发动火攻，在张侯桥击溃徐赤特部，进屯丹阳郡，逼进京口，并分兵出击金城、姑熟、江宁、芜湖等县。

刘裕得知起义军主力活动于丹阳郡境，方知道上当，便自白石率军驰归，列阵于南塘，命参军褚叔度、朱龄石率兵千余人过淮。由于朱龄石所领多鲜卑骑兵，而起义军用的是短兵器，接战不利，只好败退。

起义军在京口、芜湖一线的一系列军事活动，既不能对建康构成威胁，也没有产生消灭敌人有生力量的效果，反而严重地挫伤了自己的锐气。卢循决定放弃进攻建康的计划，徐道覆看到农民起义斗争的大功垂成，竟因领导人的指挥失误而将毁于一旦，万分痛心地说∶"我终为卢公所误，事必无成。使我得为英雄驱驰，天下不足定也。"

七月初十，起义军留下范崇民率领战士五千、高舰百余戍南陵（今安徽宣城西），扼守荆、江门户，主力部队自蔡洲向寻阳方向南撤。

但是，刘裕显然不会给卢循逃跑的机会。起义军还没有开拔，刘裕就派庾悦为江州刺史，自东阳出豫章；以虞丘进为鄱阳太守，东出鄱阳。在起义军出发之日，又派遣建威将军孙处率军三千自海道袭番禺，以绝后路。当起义军动身南撤后，他又命令辅国将军王仲德、广川太守刘钟、河间太守蒯恩等率领大部队跟踪追击，并派遣淮陵内史索邈率骑兵支援荆州。

刘裕知道起义军拥有强大的舰队，为了保证东晋政府军在水战中取胜，又"大治水军，皆大舰重楼，高者十余丈"，在水上也取得了压倒起义军的优势。

八月，卢循委派部将英纠率领起义军千余人断五亩桥（在江西鄱阳附近）以控制粮道;又遣童敏之为鄱阳太守，占领鄱阳城。但是，英纠和童敏之相继失败，鄱阳失守。

十月，徐道覆率领战士三万人进攻江陵，于豫章口挫败东晋荆州刺史刘道规的前锋部队。但是由于东晋前后夹击，起义军失利，被杀万余人。

十一月，王仲德等率领东晋政府军进攻南陵，起义军别帅范崇民以精兵高舰据守，夹屯两岸，但终究抵挡不住官军的攻势，只得弃城退走，船乘俱被烧毁。

十二月，刘裕亲自统帅的东晋水军列阵雷池（在今安徽宿松至望江县东南）。起义军扬声不攻雷池，当乘流径下。刘裕派遣轻利斗舰，与起义军交锋，又准备大批火具。起义军本来因风将战舰停泊在西边，被岸上的东晋军一把火烧光了。

卢循指挥起义军向豫章撤退，派部队驻守左里（故城址在今江西都昌西北左蠡山下）"。刘裕命令政府军"攻栅而进"。尽管起义军战士作战十分勇敢，仍无法粉碎敌人的强大攻势，伤亡多达万余人。卢循与徐道覆不得不分别率领起义军向广州地区撤退。

义熙七年（公元 411年）二月，徐道覆率部退至始兴。孟怀玉等率军包围始兴。旬日城陷，徐道覆被杀。

三月，卢循统帅的起义军战士三千余人撤退至番禺城下。该城已被浮海而下的东晋政府军孙处部先行占领。起义军攻城二十余日，仍不能克。卢循命令改袭合浦（今广东合浦东北），占领该城，然后进攻交州，直逼龙编（在今越南河内东天德江北岸）。东晋交州刺史杜慧度率文武六千人拒守。卢循联络交州地区的少数民族俚人五、六千人，于六月二十五日与东晋军展开激战。卢循中箭后投水自杀，标志着继孙恩，徐道覆起义的正式结束。