诛杀刘毅后，驻节江陵的刘裕一西安抚制湘民众。另一方面在密谋趁势发兵消灭西蜀。
然而，就在刘裕为讨伐西蜀积极准备的时候，京师建康的诸葛长民就蠢蠢欲动。
长期以来，诸葛长民贪婪不法，常常害怕刘裕追究自己的责任。他听说刘毅被杀的消息，对亲信说∶“去年杀彭越，前年杀韩信，大祸将至了啊！”诸葛长民的弟弟、辅国大将军诸葛黎民轻率好利，他反复劝说哥哥道∶“黥布、彭越情形各不相同，而均遭到杀身之祸，今刘毅被杀，诸葛氏也是唇亡齿寒，应该趁着刘裕离开京师，发动政变!”
诸葛长民又给冀州刺史刘敬宣写信，探听刘敬宣的口风，他说∶“盘龙（即刘毅的小名）凶狠恣肆，自取灭亡，异己将被诛灭殆尽。世道将要恢复正常，富贵之事，将与大人共同享有。”
刘敬宣回信说∶“下官自义熙以来，前后将近十年，历任三州七郡。如今杖节在此，常恐富贵过头，祸患将生，经常思量着躲避满盈，宁愿受损吃亏，至于富贵之意，实不敢当。”
刘敬宣将诸葛长民的书信全部秘密送交荆州的刘裕，刘裕对长史王诞说∶“我就知道阿寿（刘敬宣的小名）不会辜负我的!”
此时建康的局势十分紧张，刘穆之一直担心诸葛长民会发动政变，他偷偷询问太尉初级参军何承天说∶“太尉此行能否成功?”
何承天回答∶“荆州战事不必担心不能马上了结，只是尚有另一件值得忧虑的事。太尉昔年左里大捷以后，回到石头城戒备松弛，这次回京师，应当谨慎对待，周密安排啊。”
刘穆之回答∶“不是你，我听不到此种忠言。如果处置不当，我以后想做丹徒刘郎，也不能了啊。”何承天的堂祖就是西晋末年太傅司马越的右卫将军何伦。
建康暗流涌动，让江陵的刘裕十分焦虑。长史王诞（王导曾孙，王恬之孙）自从投靠刘裕后，对刘裕忠心耿耿，这次讨伐刘毅，王诞还在服丧，他身穿孝服从行。刘毅被平定以后，王诞请求先行东下，刘裕说∶“诸葛长民似乎有自疑之心，你岂能随便东下?”
王诞回答∶“诸葛长民知道大人对我十分信任，如今，我单人东下，令他感到大人对其并无疑虑，这样一来，也能稍稍让他安心。”
刘裕笑着说“你的勇气可谓是超过了古代的猛士孟贲、夏育了啊”王诞遂先期东下。
诛杀刘毅后，驻节江陵的刘裕一西安抚制湘民众。另一方面在密谋趁势发兵消灭西蜀。
刘裕这次讨伐刘毅所带的总兵力有四万多人马，他决定分出一半兵力，去消灭西蜀谯纵，自己则率领剩余的二万多人马回到京师，去对付诸葛长民。
计划确定后，行军元帅一职却找不到合适人选。假如没有诸葛长民在建康蠢蠢欲动，刘裕势必会亲自率军西上，而此时，他要回去安顿好后方。思来想去，刘裕选定了一个人，他就是朱龄石。
朱龄石自刘裕举义即加入到刘裕部队，参加了讨伐南燕、建康保卫战，被升为西阳太守、宁远将军、宁蛮校尉。当刘裕提议朱龄石担任西征军统帅时，大家都认为朱龄石的资历较浅，并不是合适人选，但刘裕不从。义熙八年十二月，也就是刘裕诛灭刘毅一个月后，他即任命朱龄石为建威将军、益州刺史，率领宁朔将军臧熹、河间太守蒯恩、下邳太守刘钟、龙骧将军朱林等人筹备进攻西蜀。
刘裕与朱龄石密谋，说∶“刘敬宣往年西征，从黄虎（四川绵阳）方向进攻，无功而返。敌人认为我军此次进攻理应从外水发起进攻。因此，敌人肯定会以重兵继续防守涪城（四川三台），防守内水。如果我军主力还去进攻黄虎的话，将正中敌人圈套。如今要以主力部队从外水进攻，以疑兵从内水北上，这是战胜敌人的一条奇计。"这就是兵法上所谓的虚虚实实。
刘裕担心消息提前泄露，专门写了一封命令信，封好后交给朱龄石，在信的封面上注明∶"部队抵达白帝城以后再打开。"毛修之坚决要求从行，但刘裕考虑到毛修之到蜀地后，肯定会滥杀无辜，以报灭门之恨。于是将他带回京师，任命为黄门侍郎，不久转为右卫将军。
部署停当后，刘裕并没有立即让西征军出发，这是因为，他还担心京师的事情有变。十二月，东晋朝廷以讨平刘毅之功，进封刘裕为太傅、扬州牧，加羽葆、鼓吹，班剑二十人，也就是在此前后，刘裕率领大军开始东下了。刘裕这次东下，应该是采纳了人在建康的刘穆之的建议，经过了精心策划的。他提前将部队的辎重等用船只隔三差五地运回建康，造成不日就会回到建康的假象，与此同时，还多次派人通知朝廷自己抵京的确切日期，以致诸葛长民等朝廷官员数次前往新亭迎接，却屡屡落空。刘裕的这一举措，无非是为了迷惑诸葛长民，尽可能打乱他孤注一掷的决心，争取宝贵时间。
义熙九年（公元413年）二月三十日，刘裕乘坐轻快小船，进入建康，神不知鬼不觉地进入东府（原司马道子府邸）。第二天一早，诸葛长民惊闻刘裕已经回到京师，赶忙前去东府拜见。刘裕提前将武士丁昨等人埋伏在幕后，然后引诸葛长民进屋交谈。刘裕将生平从未吐露的隐私都和盘托出，诸葛长民也非常高兴，两人晤谈甚欢。交谈许久，丁昨等人从幕后走出，从背后将诸葛长民抓住。诸葛长民素来骁勇，但好汉不敌四手。他从床上落地，丁昨等人又在地上拳脚交加，将其活活打死在床边。刘裕命令将尸体送交廷尉处理，并诛杀了其弟诸葛黎民、诸葛幼民和其堂弟诸葛秀之。
诛杀诸葛氏后，刘裕推辞了太傅、扬州牧等职，接受了诸葛长民遗留下来的豫州刺史一职，此时，刘裕的职务是∶太尉、中书监、徐州刺史、豫州刺史。这次，当然还是刘裕避虚就实的一贯做法。
刘裕顺利处理了诸葛长民以后，他才下令西征军向蜀地进发。
义熙九年六月，朱龄石率领的西征大军进抵白帝，此时，西蜀势力大约已从白帝退去。在进军途中，各军将领均不知道自己的攻击路线，到了白帝后，朱龄石打开了刘裕的书信，只见信中写道“主力部队全部从外水进攻成都，臧熹、朱林从中水进攻广汉（四川广汉），命令老弱病残之兵乘坐十几条高大的战舰，从内水向黄虎进发。”于是，西征军按照刘裕的指示，倍道兼行，分头向成都扑去。
谯纵果然命令谯道福率领重兵防守内水上游的涪城，而派遣征讨都督谯亢，前将军、秦州刺史侯辉，尚书仆射、蜀郡太守谯洗等率领一万人马，驻守在外水上游的彭模（四川彭山），设置层层木栅，夹水为城。
同月，朱龄石的主力部队迅速推进到了彭模，距离成都仅二百多里。当时，蜀军号称三万，分据岷江南北两座城池，北城驻扎有重兵，而南城则兵力薄弱，属于牵制部队。
七月，晋军投入全部精锐从四面对北城发起了总攻。战斗从当天清晨开始，一直持续到太阳偏西。经过将近一整天的苦战，晋军终于攻陷了平模北城，焚烧了蜀军大量战舰，阵斩了蜀军大将侯辉、谯洗。然后，晋军回师再进攻南城，南城守军登时奔溃。此战晋军共斩杀十五员蜀军大将，平模附近蜀军的各个堡垒顿时土崩瓦解。晋军丢下战舰，从陆地朝成都挺进。与此同时，从中水而上的刘裕妻弟、龙骧将军臧熹，也进抵广汉城下。谯纵命令大将谯抚之率领一万多人，驻守在牛脾城（四川简阳西），另外派遣谯小苟固守打鼻。臧熹、朱林率军进攻牛脾城，谯抚之战败被杀，谯小苟听说谯抚之战败，也仓皇退去。不久，臧熹在牛脾城得病去世，年仅39岁，其子即为刘宋时期的大将臧质。
七月五日，得知各处均遭到惨败的消息，西蜀主谯纵仓皇逃离成都，西蜀尚书令马耽封好府库，以待晋军。七月九日，朱龄石大军兵不血刃顺利进入成都，诛杀了谯纵祖父以下的近亲，其余人员一个不杀，恢复正常生活。谯纵逃离成都后，先拜别祖先的坟墓，他的女儿说∶"我们逃跑是肯定逃不掉的，只会自取其辱罢了。同样是死，就死在祖先的坟墓旁吧。”
谯纵不从，继续北上前往涪城，打算投奔谯道福。
然而，驻守涪城的谯道福听说平模惨败后，即率领五千精锐部队火速南下，准备协防成都。双方在途中相遇，谯道福看到谯纵竟然弃城而来，不禁大怒，说道∶“大丈夫拥有如此功业，岂能白白丢掉?如今，即使要当俘虏，也不能当成?人生谁不会死，又有什么可怕的啊!”
谯道福愤怒之极，竟朝谯纵扔来宝剑，刺中了谯纵的马鞍。谯纵逃入山林上吊而死，巴西百姓王志将其头颅割下，送交朱龄石。
谯道福看到谯纵已死，为了稳定军心，他对部下说∶“我豢养你们，就是为了今天!蜀国的生死存亡，全在于我，而不在谯王。谯王虽然自杀了，但我谯道福尚在，我们还能继续战斗!”大家都表示同意。
谯道福将随身的金银布帛全部散给将士们。然而，成都陷落、谯纵身死，已经让大家丧失了信心，再无战心，人们接到赏赐以后，都四散而去。谯道福只身逃往獠人部落，被巴西人杜瑾逮捕，将他送交朱龄石，朱龄石下令在军营门前，将其诛杀。
东晋朝廷以平蜀之功，加封朱龄石为辅国将军，监梁州之巴西、梓潼、宕渠南、汉中及秦州之安固、怀宁六郡诸军事，丰城县侯，食邑千户。