晋军一路北进，势如破竹，屡败燕军，直至枋头。前燕朝廷对桓温深为忌惮，一边向前秦求救，许诺割虎牢关以西之地；一边准备迁都回龙城，来躲避桓温之锋芒。吴王慕容垂傲然请战，"臣请击之；若其不捷，走未晚也。" 慕容暐任命慕容垂为将发兵抵御，事情如同郗超预测的一样，慕容垂率燕军与桓温周旋，派范阳王慕容德断了晋军的陆上粮道，进入九月，水道不畅，晋朝豫州刺史袁真不知出于何种原因，虽然攻克谯、梁二郡却未能开辟石门水道，水运之路为之堵塞，晋军粮竭。虽然石门有燕军把守，但史书并未记载袁真发动石门争夺战。难道真应了燕国大臣申胤的预言："晋室衰弱，（桓）温专制其国，晋之朝臣未必皆与之同心。故（桓）温之得志，众所不愿也，必将乖阻以败其事。"前秦天王苻坚虑及唇亡齿寒，派步骑两万自洛阳援燕，军队已到达颍川（在今河南许昌东）。桓温不敢恋战，焚舟，弃辎重、铠仗，自陆道退兵。
晋军出仓坦（河南开封）经陈留南退，凿井而饮，行七百余里。燕将皆欲追击，慕容垂道："不行，桓温善于用兵，必严设警备，选择精锐士兵来殿后，攻击他未必能遂愿，不如暂缓一下。他庆幸我们没有追上，一定会昼夜急行，等他的士兵们力量耗尽，士气衰落，然后再去攻击他，攻无不克。"慕容垂率八千骑兵跟在晋军身后慢慢前进，过了几天，桓温果然兼程而退，行至襄邑（在今河南省睢县）慕容垂谓众将道："桓温可击矣！"指挥骑兵发起冲击，与慕容德埋伏在襄邑的四千燕兵夹击桓温，大破晋军，斩首三万级。这是桓温一生打过的唯一一次败仗。桓温深耻丧败，吴王慕容垂顿时名动大燕。
功高震主，慕容评与可足浑太后毁其战功，屡欲加害。慕容恪之子慕容楷及慕容垂的舅舅兰建知道后，告诉慕容垂说："先发制人，除掉慕容评，其余无能为矣。"慕容垂心中不忍，道："骨肉相残，首乱于国，我有死而已，不忍为也"。遂决意避祸龙城，慕容垂以打猎为由，微服出邺城，逃往故都龙城。到邯郸时，却出了意外，幼子慕容麟因向来不为慕容垂所宠爱，跑回邺城向慕容评告状，慕容评遣精骑追赶，幸亏长子慕容令有万夫不挡之勇，亲自殿后，追兵竟不敢迫。慕容垂父子也不敢再去龙城，只得与段元妃，儿子慕容令、慕容宝、慕容农、慕容隆，慕容恪之子慕容楷，舅舅兰建，郎中令高弼等一起转而降秦，只把长安君可足浑氏扔在邺城。
苻坚闻慕容垂来归，大喜，亲自到郊外迎接，执其手说道："卿是天生的贤杰，吾必当与卿共定天下。"苻坚爱慕容垂、慕容令、慕容楷父子叔侄之才，皆厚相待，赏赐巨万，每次进见，都瞩目观之。王猛深知慕容垂有雄略，怕将来引以为患，便对苻坚说："慕容垂，燕之戚属，世雄东夏，宽仁惠下，恩结士庶，燕、赵之间咸有奉戴之意。观其才略，权智无方，兼其诸子明毅有干艺，人之杰也。蛟龙猛兽，非可驯之物，不如除之。"苻坚不听，说道："吾方以义致英豪，建不世之功。混六合为一家，视夷狄如赤子，慕容垂英雄也，杀他，天下英雄谁还来归呢？天下的人怎么看我呢？"不听王猛之言，以慕容垂为冠军将军，封宾都侯。王猛却非要为秦国除掉这一后患，便想出一条妙计。
趁着前燕朝廷的内乱，公元371年四月，苻坚派王猛督镇南将军杨安等十将率步骑六万伐燕。王猛乘机请求慕容令参赞军事，充当向导。临行亲自到慕容垂府上去拜访，把酒中对慕容垂说："今当远别，卿何以赠我，使我睹物思人？"慕容垂不清楚他什么意思，当时很受感动，顺手解下佩刀相赠。慕容鲜卑的贵族有佩刀的习惯，刀不离身，他是把最爱的东西赠给王猛，希望借此缓和二人之间紧张的关系。
天王苻坚在灞上向王猛饯行敬酒，王猛意气风发，当众发下豪言，"荡平残胡，如风扫叶！愿不烦銮舆亲犯尘雾，但愿速敕所司布置鲜卑之所。（陛下您不必亲自来！让人准备好鲜卑人住的地方行了！）
