桓温却面不改色，毫不动摇，令鼓吏擂响冲锋鼓。战鼓震天，激荡人心，摧人奋进。桓温身先士卒，带领将士们奋勇向前。将士们士气大振，一鼓作气打垮了汉军。
晋军趁胜攻入城中，追杀残敌，并且四处纵火。皇帝李势乘乱逃出城去，但走投无路，只好投降了。成汉政权宣告灭亡。
平定了蜀地，桓温名声大振，被封为征西大将军、临贺郡公。这个时候，何充已经死了，皇族司马昱辅政。司马昱担心桓温势力坐大，不好控制，就有意培植扬州刺史殷浩，令其参与朝政，与桓温抗衡。
桓温心怀不满，当时他管辖的范围已有八州之地，便自行招募士兵，调配资源，逐渐形成了半独立状态。后来，桓温迫使朝廷免去了殷浩的职务，朝廷内外大权尽归桓温。
公元354年至369年，桓温三次率军北伐，曾一度收复洛阳，进入关中，声势大振，鼓舞了军民士气，史称“桓温北伐”。可是，桓温北伐，并不是真正想收复中原，而是为了树立自己的权威。同时，东晋君臣志在割江自保，无意恢复失地，又担心桓温权势日盛，并不真心支持他。所以，桓温北伐未能成功，特别是第三次北伐，反而惨败而归。
桓温北伐没有成功，但个人立威的目的却达到了。朝廷加授桓温为大司马，都督全部军事，拥有假黄钺的特权，可以代表皇帝行使征伐之权。从此，桓温大权在握，凌驾于朝廷之上。
桓温在军事上立威还不够，他还要废立皇帝，树立更大的个人权威。公元371年，桓温带兵入朝，废掉了皇帝司马奕，改立司马昱为帝。司马奕是东晋历史上唯一一个被废掉的皇帝。
司马昱当皇帝只有八个月就死了，桓温又立了一个小皇帝。从此，朝廷大权全都落在桓温手里。桓温控制了朝廷，势力无人能及，他便滋生了篡位野心。
为了扫清篡位的障碍，桓温在大力培植个人势力的同时，在朝中清除异已，大开杀戒。曾经辅佐朝廷有功的庾氏家族遭到残酷迫害，多人被杀。下一步，桓温就要清除王氏、谢氏家族的势力了。
桓温紧锣密鼓地做着篡位准备。不料人算不如天算，他的准备工作还没有做好，桓温就得病死了，终年六十二岁。后来，他的儿子实现了他的愿望，代晋称帝，建立桓楚，追尊桓温为宣武皇帝。
《晋书》把桓温与乱臣王敦并列一传，并评价说，桓温有雄豪之逸气，文武之奇才，但他怀有无君之志，废主以立威，杀人以逞强，这就违背了常理，是不能长久的。
所以说，在中国历史上，恒温是个复杂的人物，他既有功，也有过，既流芳百世，又遗臭万年。在恒温身上，体现出了人性的复杂。