苻坚忙着扩张领土的时候，桓温也没舍得闲着，只是并没有借机发动偷袭，而是专心拍打叛徒了。
袁真叛逃一事让桓温久久不能释怀，于369年底开始征调徐兖二州的居民，兴筑广陵城，把大营迁到那里，不断征兵征役，准备讨平叛逆。
碰巧瘟役流行，当地百姓死伤近半，民间一片嗟叹怨恨，换作以前，桓温必定收手，放民休息了，但他已把自己逼到了这样一个处境，如果不杀袁真，就很难为自己正名，不杀袁真，就再难以服众，所以只得牺牲众百姓的切身利益。
毫无疑问，在他内心是异常煎熬的，但一失足成千古恨，一步错步步错，注定没有回头的机会了。
前皇家图书馆馆长孙盛，正在编写《晋春秋》，毫不隐讳地把近年来的一系列事件记录下来，桓温得知详情之后，非常生气，对孙盛的儿子说：“枋头之役，我承认在军事上确实是存在很大失误，但也不至于你爹说的那样，如果这部史书流传到市面上，可是关系到你全家满门的大事！”
孙盛的儿子急忙道歉，并让父亲删改，但孙盛在家安度晚年，本不担心仕途升降，加之性情刚烈，遵守法度，坚决不作修改，甚至当儿子们围着他，叩头痛哭，请他想想一百余口人的性命时，孙盛大发雷霆，恨不得要断绝父子关系，儿子们不得已，只好私下里偷偷把对桓温不利的内容全部删掉重写。
桓温本以为事情就这么过去了，却想不到孙盛老奸巨滑，早已另抄一份，传到了国外，后来东晋孝武帝司马昌明在位时搜购天下奇书，辽东人把孙盛的原本呈献出来，跟当时流行的删改本截然不同。
那已是后话了，处理完《晋春秋》一事，桓温正式动员大军准备讨伐袁真。
而就在他行将北上之时，370年2月28日，郁郁不得志的袁真竟然病逝了。
没能亲手杀他，桓温还略感可惜，但人都死了，也不必耿耿于怀了，可是陈留郡长朱辅明摆着不想让桓温痛快，很快拥立袁真的儿子袁瑾，继任建威将军、豫州督导官，固守寿春，并派儿子朱乾之跟军政官前往邺城请求任命。
当时燕燕尚未覆灭，朝廷下令擢升袁瑾为扬州督导官，朱辅为荆州督导官。
桓温很不高兴，火速出去攻击寿春，并接连击退了前燕和前秦的援军，桓温的侄子、南顿郡长桓石虔，不久便攻克寿春的南城。
与此同时，前秦已对前燕发动最后的决战，桓温得到消息倒也有些心痒，可是终于没能领兵北上寻找机会，而是打定主意在寿春死磕。
寿春一座小城，本来没什么攻城难度，可桓温为了让自己心里过得坦然一些，前后竟为此了耗费了一年多的时间。
370年8月11日，桓温在寿春近郊击败了袁瑾的防御部队，全面包围寿春，次年正月，击退了前秦的武卫将军王鉴和前将军张蚝，并于当月17日，正式攻陷城池，生擒了袁瑾和朱辅，连同他们的家族，一起押送建康斩首。
而此时苻坚也已吞并前燕，成为北方第一大国。
相比攻城掠地，桓温的主要精力已转移到了篡夺大权上面，花甲之年的桓温早已没了当年的万丈豪情，更多的是考虑自己晚年的处境了，恢复中原这种事已然看不到希望，倒不如专心把自己经营起来。
可是恢复中原和夺取大权实际是休戚相关的事情，北伐失利直接导致篡权遭遇挫折，所以他才竭力攻打寿春，想以此挽回些颜面。