西晋灭亡后，士族门阀支持司马睿在南方建立东晋，东晋也是中国历史上第一个偏安江南的前中央王朝。不过与后来的南宋相比，东晋算得上是“武德充沛”了，曾经多次发动北伐，甚至一度“还于旧都”。在东晋的诸多北伐中，桓温的三次北伐可以说的影响最大的北伐之一。
建熙八年（367年），前燕的摄政太宰、太原王、“古之遗爱”慕容恪去世。桓温早就想北伐前燕，就是因为顾忌慕容恪的存在而没有动手。在得知慕容恪去世后，桓温立刻开始了北伐前燕的准备工作，还发出了“五年平燕”的豪言壮志。有人推测桓温是想借灭前燕而取代东晋。
太和四年（369年），桓温北伐前燕，是为桓温第三次北伐。桓温率领五万主力大军沿泗水和临时开凿的人工运河北上进入黄河流域，目标直指以邺城为中心的前燕核心地区；东晋豫州刺史袁真率领偏师出寿春，替主力大军打通水上运输线。可见桓温是想一次性灭亡前燕。
桓温大军的前期进展颇为顺利，连续击败多个前燕将领，导致前燕几乎完全失去了黄河以南、虎牢关以东的控制权。七月，桓温的主力大军抵达枋头。枋头是曹操当年为了进攻邺城而专门修建的水利设施，桓温大军驻军枋头就意味着前燕的首都邺城已经近在桓温眼前了。
皇帝慕容暐和太傅慕容评当时甚至准备放弃邺城，逃往辽东。但前燕吴王慕容垂主张先迎战，打不赢再逃。于是前燕一方面派慕容垂率军迎战桓温，另一方面派遣使者向前秦求救。苻坚和王猛觉得唇亡齿寒和渔翁得利，派大将邓羌和苟池率领两万步骑东出潼关救援前燕。
慕容垂先是击败了桓温的向导段思，然后在枋头与桓温对峙，阻止桓温继续前进。与此同时，慕容垂派慕容德率兵与前秦援军配合，击败了袁真，导致桓温没有打通水上交通线。正因如此，驻扎在枋头的桓温主力的后勤补给出现了问题，粮草短缺导致桓温大军难以坚持。
粮草即将消耗殆尽，战略上又面临同时对抗前燕和前秦的不利局面，桓温无奈地在九月下旬下令南撤。慕容垂立刻率军尾随桓温并派慕容德赶到前面埋伏，等到桓温放松警惕时发动突袭。于是桓温在襄邑（今河南省睢县）遭到前燕两面夹击，桓温大败，东晋军伤亡数万人。
随后桓温又在谯国遭到前秦将领苟池的攻击，桓温再次战败，损失一万余人。等到桓温撤回东晋时，数万北伐大军剩下了不到一万人，可谓“耻辱性大败”。前燕恢复了对黄河以南、虎牢关以东的控制权。桓温的第三次北伐以惨败收场。
