生平
少有大志，向往
刘琨、
陶侃的事蹟。
咸康七年（
341年），任
琅琊太守。
永和元年（
345年），桓温任
荆州刺史，取代
庾翼兵权。次年（
346年），桓温趁
成汉内部不稳之际，率军沿长江直上，平定蜀地，汉王
李势投降，拜-(征)-西大将军，封临贺郡公。永和五年（
349年）四月，
後赵主
石虎死，北方再度混乱，桓温多次请求北伐未果。永和六年（
350年），朝廷以
殷浩为中军将军、都督五州诸军事，委以北伐重任，以此抗衡桓温。结果殷浩大败而回，桓温遂掌大权。
永和十年（
354年），桓温第一次北伐
前秦，亲率步骑四万余人，水军直指南乡（
湖北均县），命
梁州刺史
司马勋沿子午道（秦岭栈道，通向
汉中）推进，一路攻占上洛（
陕西商县），在陕西
蓝田击破
氐族
苻健军队数万人，进驻
霸上（长安东面），苻健以数千人退守长安，当地民众「持牛酒迎温於路者十八、九，耆老感泣曰：『不图今日复见官军！』」（《
晋书》），桓温未乘胜追击长安，反待敌自溃，期间本想将春麦收作军粮，但秦军已抢先收割，晋军粮秣不继，被迫撤返襄阳。永和十二年（
356年），桓温第二次北伐，击败
羌族
姚襄，收复
洛阳。隆和元年（
362年），桓温建议迁都洛阳，又建议南迁的士族返乡，但遭到达官贵人激烈反对。
前燕趁东晋君臣相互猜忌和牵制之际，重新占领洛阳。太和四年（
369年），桓温为了树立更高的威望，决定率步骑5万北伐前燕，一路势如破竹。经金城时，「见前为
琅琊时所种柳，皆已十围。慨然曰：『木犹如此，人何以堪！』攀枝执条，泫然流涕。」（《
世说新语》）在枋头（今
河南汲县东北）忽逡巡不前，企图“坐取全胜”。不久军中绝粮，又闻前秦援兵将至，遂烧船、弃甲，自陆道撤退，凿井而饮，行军七百余里，途中遭前燕骑兵伏击，损失三万余人，大败而归。
桓温长期掌握大权，素有不臣之志，颇羡
王敦之举。有一次，他抚枕而叹：“既不能流芳百世，不足覆遗臭万载耶？”咸安元年（
371年），率军攻寿春（今安徽寿县），俘斩
袁瑾。同年，桓温废帝
司马奕为东海王，改立
简文帝，以大司马专权，次年，
简文帝死，桓温有代晋之谋，不久病死，由其弟
桓冲代位。
他临死前希望朝廷赐其
九锡，但在谢安等人的拖延下，结果不能如其所愿，晋室只按西晋安平王
司马孚及汉朝
霍光的惯例处理他的後事。追赠丞相。
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