桓玄，字敬道，又名灵宝，据说其生母马氏半夜见有流星下坠于铜盆中，变成了二寸左右的火珠，就以水瓢接取吞服，过后就怀孕，生下桓玄。因此，桓玄的小名就叫灵宝。晋人爱神异附会，肯定是以讹传讹的故事。但有一点是真实的——桓玄从小就姿貌端妍，聪慧不凡，桓温非常喜欢这个儿子。桓温有六子，临终遗命以桓玄袭其南郡公之爵。
桓温的一年丧期满，昔日的文武属官都齐集于桓温之弟桓冲的府中拜辞。面对满府的僚属，桓冲抚摸着桓玄的头，对这个年方七岁的小孩子说：“这些人都是你家的故吏啊。”桓玄虽小，听此语忆念慈父，顿时泪流满面，使得一府文武都大相叹息。
长成之后，桓玄形貌瑰奇，风神疏朗，琴棋书画，无不关涉，又写得一手好文章。由于东晋朝廷一直疑忌桓家子弟，桓玄二十三岁时始得太子洗马这样的“素官”，根本没有实权。
孝武帝时，桓玄知道当时众议其父桓温晚年有篡夺念头，便上书皇帝指称桓温“投袂乘机，西平巴蜀，北清河洛”，有兴复的大功，不仅如此，桓温还有“废昏立明、翼戴宗庙”的不世之勋，为其父申屈明谤。失意之时，青年桓玄曾登高望远，叹息道：“父为九州伯，子为五湖长。”（当时他作义兴太守的“小官”）
凭借门第贵显以及父亲名望，桓玄在优游中纵横捭阖，文武并用，最终能在东晋的混乱政局中节节而胜，一步步清灭了殷仲堪、杨佺期、刘牢之、司马道子父子，终于掌握了东晋朝廷的最高权力。
桓玄掌权后，“增班剑为六十人，剑履上殿，入朝不趋，赞奏不名”，已大有权臣跋扈的风范。同时，他又对桓氏族人大加封赏：以其兄桓伟为安西将军、荆州刺史，以堂兄桓谦（桓冲之子）为左仆射，加中军将军，领选（掌管朝中用人权），以堂兄桓石生（桓豁之子）为前将军、江州刺史，以堂兄桓修（也是桓冲之子）为右将军、徐兖二州刺史。同时，又委命自己的谋士卞范之为建武将军、丹阳尹，又命自己的姐夫殷仲文为侍中（此人还是殷仲堪堂弟）。
与前代诸权臣一样，大事安排完毕，桓玄出镇姑孰，但朝中大政皆要他点头后才可施行，“小事则决于桓谦、卞范之”。
桓玄初当政，黜奸佞，擢俊贤，百姓欣然，朝臣推戴。没过多久，这位名家子弟的真面目便暴露出来了，“凌侮朝廷，幽摈宰辅，豪奢纵欲，众务繁兴，于是朝野失望，人不安业”。
不久，桓玄相继诛杀了高素、竺谦之、刘袭等昔日的刘牢之手下诸将，遇害之人，皆北府旧将，多是晋廷有功之臣。
异己清除得差不多，桓玄“讽朝廷”封自己为豫章公，食邑七千五百户。接着，他又自导自演，先上诏表示要“北伐姚兴”，又自己派人以朝命“下诏阻之”，暴露出他虚荣好大言的轻佻习性。
在姑孰，桓玄又造数艘轻巧小船，遍载书画古玩奇物。有左右问其原因，桓玄说：“兵荒马乱，倘有意外，这些东西轻而易运。”大家闻之一笑，心里皆开始有轻视桓玄之意。
安帝元兴二年（403）九月，桓玄亲兄桓伟病卒，桓玄想以堂兄桓修代领荆州刺史一职，为其属下所阻，说：“桓谦、桓修兄弟专据内外，权势太重。”于是，桓玄就以堂兄桓石康（桓豁之子）为荆州刺史。
兄长病死，桓玄也加快了篡晋的步伐。其左右亲信卞范之、殷仲文等人都暗劝他早受晋禅，私下已经把九锡文和册命准备妥当了。元兴二年阴历十月丙子，晋廷以桓玄为相国，总百揆，封十郡，为楚王，加九锡，楚国置丞相以下官。封王、开府、置官、加九锡，这是篡位的第一步。
桓谦私下问来京城述职的彭城内史刘裕：“楚王（桓玄）功高德重，朝廷上下均认为将有禅让之事发生，卿以为如何？”
刘裕马上表示：“楚王，桓宣公（温）之子，勋德盖世，晋室衰微，民望已移，乘运禅代，有何不可！”
桓谦大喜：“卿谓之可，即可耳！”
其实，早在来京之前，刘裕与高参何无忌就想在山阴起兵讨桓玄，但当地人孔靖劝他：“山阴离建康道远，举事难成。现在桓玄未篡位，不如待其篡位之后，于京口起兵纣之。”刘裕期待的，就是桓玄篡位事成的那一天。枭雄气度，自是不与凡人相同。
十一月，桓玄又假惺惺“上表请归藩”，同时，他又派人让大傻子安帝“手诏留之”。
桓玄还到处使人散布钱塘临平湖开、江州甘露降这样的“符瑞”，宣示自己登帝位的“吉兆”。和王莽一样，才子出身的桓玄又想在国内废钱用谷帛作交换单位，恢复肉刑，“制作纷纭，志无一定，变更回复”，最终一件事也没办成。
和古今大贪一样，桓玄喜好古人书法、图书、名宅、腴田。只要听说别人有他喜欢的东西，必把对方请到府中，以赌博的方式取为己有。试想，和桓玄赌博，谁敢不输啊！桓玄“尤喜珠玉，未尝离手”，数世贵公子，竟然天天把名贵首饰握在手心，把玩不已。
各项工作准备就绪，公元403年阴历十一月丁丑，卞范之作“禅诏”，派临川王司马宝逼安帝照猫画虎抄了一遍，禅位于桓玄，“百官诣姑孰劝进”。十二月庚寅，桓玄筑坛于九井山。壬辰，继皇帝位，追尊桓温为宣武皇帝，桓温正妻南康公主为宣武皇后，封其子桓升为豫章王。
继位之后，当然要改元。桓玄喜欢吉利文字，就改元为“建始”，诏下，右丞王悠之忙进言说“建始”是“八王之乱”中赵王司马伦篡位用过的年号。桓玄马上下令更改，改为“永始”，但这个年号又是当年大奸王莽当权西汉时的不祥年号。冥冥之中，似乎已经预示了桓玄政权崩溃的结局。
接着，桓玄下诏封安帝为平固王，迁于寻阳软禁。此举还算厚道，桓玄对司马宗室及安帝兄弟均未加屠害。
改朝换代已毕，桓玄的仪仗大队从姑孰出发，向建康皇宫进发。当日大风异常，所有的仪仗旗皆被吹折刮散。桓玄临登御座，大龙椅子忽然散垮，朝臣们皆仓皇错愕。幸亏殷仲文有捷思，忙在一边说：“陛下圣德深厚，地不能载也。”知识分子拍马屁，就是有板有眼，恰到好处。桓玄大悦。
晚上宴请群臣，桓玄内殿中坐帐以黄金为檐饰，四张雕木金龙，羽盖流苏，极尽奢华。但群臣私下相语：“此帐颇似王莽篡位时所造的‘仙盖’，金龙者，亢龙有悔也，皆不祥之兆！”
桓玄为了宣示他的仁主形象，以皇帝之尊，亲坐殿中面审罪人，罪无轻重，都一律释放，以示其“宽仁”。百姓中不少有当街拦乘舆呼冤叫贫的，桓玄时时散金银与之，行此小惠，以惑人心。同时，他本性苛细，喜欢炫耀自己的学问大，臣下奏事，连笔划之间稍有细误，都会被这位皇帝以御笔朱点而出，“必加纠挞，以示聪明”。由此，天子似吏，其臣下苦不堪言。桓玄凡事都“亲力亲为”，东插一腿，西伸一脚，自任官员，手书条令，最终导致纲纪不治，案牍山积，法令不行。
桓玄好排场，大开建康诸殿大门，重修宽广的驰道，兴造可容三千人坐的大辇，以两百人牵曳（可入吉尼斯大全）。他还爱好出外打猎，令人制作了极其精巧的“徘徊舆”，机关众多，转动灵活，近乎现代汽车的古代版。同时，桓玄日夜笙歌，游宴无度，即使在为其兄服丧期间，也“不废音乐”。由于土木频兴，徭役繁重，督迫严促，致使百姓愁苦，纷纷思乱。
说来也怪，桓玄篡位后，东晋各地守将立时起兵的人很少，只有益州刺史毛璩（东晋名将毛宝之孙）拒不受命，传檄周遭，进屯白帝，准备进军讨伐桓玄。
为了拉拢朝臣镇将，桓玄对刘裕分外看重，提拔他为徐兖二州刺史，并在朝会后盛大的酒会上向他亲自敬酒。
桓玄的皇后刘氏有鉴人之明，对老公说：“刘裕龙行虎步，视瞻不凡，恐终不为人下，不如早除之！”
桓玄不从，表示：“我正要平定中原，只有刘裕这样的人才英武可用。等到关、洛平定，我再想除他的办法。”
刘裕还京口，正所谓放虎归山。他马上与何无忌等人密谋兴复晋室，讨伐桓玄。同时参与密谋的，还有竟陵太守刘迈的弟弟刘毅。主意已定，刘裕遣人入京联系，又招兵买马，以刘穆之为主簿。公元404年春，何无忌诈称诏使，率人骗开京口城门，直冲府门，立斩桓修，占领了京口重城。
刘毅之兄刘迈怯懦，在京城接到刘裕等人的密信后，惊吓过度，手持密信向桓玄“自首”。桓玄大惊，立封刘迈为重安候，斩杀与刘裕有联系的王元德、童厚之等人。第二天，桓玄想想不妥，又杀掉了刘迈。刘迈这个侯爷当得冤枉，不过十二个时辰。
眼见天下乱起，桓玄只得硬着头皮加以应付。他以堂兄桓谦为征讨都督，以姐夫殷仲文代领桓修军职，派手下悍将吴甫之、皇甫敷率兵抵挡刘裕。桓谦等人要求马上齐集大军先发制人，桓玄以持重为由，不从。
眼见桓玄眉头紧锁，忧色满面，其左右就劝解：“刘裕乌合之众，势必无成，陛下何必如此忧虑。”
桓玄此时倒有见地：“刘裕足为一世之雄，刘毅家无余储，樗蒲（一种博戏）一掷百万，何无忌酷似其舅（刘牢之）。此三人共举大事，何谓无成！”
果然桓玄的乌鸦嘴很灵。皇甫敷、吴甫之二将与刘裕苦战江乘（今江苏句容），均被斩首，全军覆没。而此时的刘裕，其实手下总共只有将士不满两千人。
闻听二将死讯，桓玄惊惧。他命桓谦、卞范之等人合军二万，坚守覆舟山（今南京太平门附近）。不进退守，桓玄败象已定。
刘裕军早晨进食一饱，悉弃余粮，以示必死之心。进至覆舟山下，刘裕先派羸弱之兵多带旗帜登山，以为疑兵吓唬敌军。接着，又把军队分成无数小队，数道并进，布满山谷。桓玄得报，以为刘裕“军士四塞，人多无数”。
桓谦所统军士，大多是北府兵旧人，以前大多受过刘裕指挥。进攻开始，刘裕、刘毅身先士卒，手下将士皆死战前冲，无不以一当百，呼声震天动地。桓谦军队一时大溃，许多先前的北府兵也不战而降。
桓玄方面，在派遣桓谦等人出战的同时已经做好逃跑的准备了，让殷仲文在码头城附近预留数艘大舟。接到桓谦败讯，桓玄率兵数千人，带着儿子桓升和侄子桓浚两个小孩，以赴战为名，从南掖门往外逃奔。
途中，桓玄昔日的下属胡藩扣马进谏，劝他率余军与刘裕决战。桓玄以手指天（大意是“天亡我也”），鞭马而走，跑至码头，坐上船就跑。由于逃亡仓猝，众人一天都没进食。
夜间，左右进献粗米饭一碗，桓玄惊惧交加，竟不能下咽。其子桓升才六岁，“抱其胸而抚之”，安慰这位悲伤的“父皇”。桓玄“悲不自胜”。
刘裕入据建康，焚桓温神主，尽诛桓氏未及逃跑的宗族。
桓玄逃至寻阳，带上废帝晋安帝等人，“迁都”江陵。一月之间，倒也威势复振，有众二万，“楼船器械甚盛”。至此，如果总结失败教训，养兵休整，桓玄还有翻盘的可能。但他却埋怨诸将无能，轻怒妄杀，使属下之人纷纷离怨。
桓玄接连接到败报。桓振（桓玄堂侄）、郭铨、何澹之、郭旭等人数道皆败归。不忿之下，桓玄自率战舰二百艘，以苻宏、羊僧寿为先锋，前往峥嵘洲（今湖北鄂州江上）与刘裕军决战。
当时，桓玄兵多船坚，刘裕兵仅有几千人。但桓玄心怯，大战前即在指挥舰旁停靠了两艘便于逃跑的小船。属众知之，皆无斗志。
双方交战。刘裕军士乘风纵火，尽锐争先，不要命地冲杀而来。桓玄军大溃，烧辎重连夜逃遁。桓玄部将郭铨、殷仲文相继投降。
桓玄逃返江陵，其将冯该劝他出城复战。桓玄破胆，不从，欲出汉川，投奔梁州刺史桓希。混乱之间，桓玄乘马出城门时，在城门洞被左右兵卫袭击，卫士们混战一团，前后相杀，交横于道，桓玄勉强得命，逃到座船中。
当时，益州刺史毛璩的弟弟毛璠病亡，其孙毛祐之与毛璩参军费悦送丧回江陵，一行有二百多人。桓玄身边的屯骑校尉毛修之是毛璩侄子，眼见大势已去，很想拿桓玄当作立头功的筹码，便劝诱桓玄入蜀。桓玄从之。
这桓玄也是该死。自他称帝后，首倡义旗讨伐他的就是毛璩，危急之时，竟然听信毛氏族人，自己前去送死。
毛修之早已和毛祐之等人打好招呼。桓玄一行人傻乎乎地大张布帆，向益州军船驶来。眼看距离不远，毛祐之令手下人放箭，迎击桓玄。毛修之趁机跳水而逃。矢下如雨，桓玄身边两太监真的很忠勇，以身蔽桓玄，皆被射得像刺猬一样，登时身死。就这样，桓玄仍身中数箭，血流不止。他六岁的小儿子桓升一面哭，一面用小手拔去父亲身上的羽箭。
益州护葬军士中一个叫冯迁的小头目很勇悍，第一个跳到桓玄船头，提刀直前。桓玄忍住巨痛，拔出头上价值连城的玉导，递向冯迁，喝问：“你是何人，敢杀天子！”桓玄本人也是英武能战之人，当时之所以没动手，笔者估计，一是因为有儿子在身边，二是因为已彻底绝望。
冯迁大叫：“我来杀天子之贼耳！”一刀挥至，桓玄头落，时年三十六。同船的桓石康、桓浚均被冯迁杀死。桓升虽是小孩，气度酷肖其父其祖，眼见周围父亲、叔叔、堂兄的人头滚滚，敌人纷纷登船，仍镇静不凡，说：“我是豫章王，诸军勿见杀。”
益州兵将虽暴横，见这么一个粉雕玉琢的小娃娃如此举止，均没敢动手。小孩子后来被送至江陵后，也被刘裕下令斩首于市。
桓谦、桓振方面，仍有安帝兄弟掌握在手中。听闻桓玄死讯，桓振提剑，闯入晋安帝的住处，怒向安帝高叫：“臣一门何负国家，而屠灭若是！”
安帝大傻子，呆望桓振，口不能发一言。倒是其弟司马德文连忙向桓振施礼，说：“此事岂是我兄弟之意！”桓振稍稍怒解。
不久，听闻玉孩儿桓升又被杀于闹市，桓振怒极，又要杀安帝兄弟，为桓谦苦苦谏阻。
桓振是桓温亲侄桓石虔之子。桓石虔小名镇恶，少年时诸将射虎，开玩笑让桓石虔拔箭，小英雄真的从受伤怒跳的猛虎身上亲手拔出数箭。桓温入关伐苻健，桓石虔竟以单骑冲入前秦万人军中，救出被围的叔父桓冲，“三军叹息，威振敌人”。桓振有其父风，果锐敢斗，但暴横无行。眼见桓玄、桓升已死，桓振只得与叔父桓谦重推安帝为主，自为荆州刺史。
由于桓振勇武，刘裕派去的大将鲁宗之被打得大败。不久，刘毅等人击败桓玄将领冯该，桓谦逃走，众人迎安帝反正。
桓振收拾溃军，复袭江陵，败中取胜，竟能大败东晋宗室司马休之（谯王司马尚之弟）。最后，桓振身边仅剩数十人，仍与晋将索邈大战于沙桥。
“（桓）振虽兵少，左右皆力战，每一合，（桓）振辄瞋目奋击，众莫敢当”。估计是内心深知日暮途穷，桓振数战之后，以酒当水，痛饮完毕，又乘醉突阵。晋军齐放箭矢，桓振身中数箭，仍前冲不畏。最后，这位桓家勇将也战死于沙场。
桓谦闻桓振败亡，奔于后秦。后来，他又入蜀，与谯纵等人反晋，为晋将所杀。
桓氏亲族中，只有桓冲之孙桓胤被特赦，徙于新安软禁。但殷仲文等人日后“谋反”，想推立桓胤为桓玄之嗣。事发，桓胤也为晋廷所杀。桓氏一家，烟消云散。
孙恩乱平，桓玄又死，但东晋的国祚，也马上要走到尽头了。