臣揖于后。”可见，连谢安当时都把桓温当皇帝来拜了。
桓温的参军郗超官职虽不高，但朝中诸臣知道他是大司马的智囊，“皆畏事之”。谢安曾与左卫将军王坦之一起前往郗超府中拜会，由于巴结奉承的人多，两人从早晨等到中午，还轮不上被接见。王大少爷忍耐不下去，想乘车离去。谢安急忙抓住王坦之的袖子，哀求说：“难道你就不能为了宗族性命再忍耐片刻吗？”
新被桓温拥立的简文帝司马昱，字道万，是东晋元帝的小儿子。此人“少有风仪，善容止，留心典籍，不以居处为意，凝尘满席，湛如也”，是个貌美儒雅的玄言大家。如此之人，虽神识恬畅，却无济世勇略。所以，登帝位后，司马昱“常惧废黜”，只是做个皇帝幌子而已。谢安对这位影子皇帝评价甚恰当，认为简文帝是惠帝之流，只不过是清谈方面比惠帝略胜一筹罢了。
简文帝没什么福分，当皇帝才一年多，就病入膏肓。弥留之际，晋廷一日一夜发四道急诏，召桓温入朝辅政。“（桓）温辞不至”。无奈，简文帝强撑病体，亲自写信给桓温，让这位大司马“以周公居摄故事”代理朝政，并表示“少子可辅者辅之，如不可，君自取之”。
倒是侍中王坦之截留此信，在简文帝床前亲手撕碎，表示：“天下乃宣帝、元帝之天下，陛下您怎能想给谁就给谁？”简文帝知道王坦之一片忠心，就让王坦之把诏书内容改为如下：“家国事一禀大司马，如诸葛武侯、王丞相（王导）故事。”嘱托完毕，简文帝于当日病逝，时年五十三。
当时，朝中群臣还不敢马上拥立太子司马昌明为新帝，想等桓温还朝后再做决定。尚书左仆射王彪之临危决断，认为天子崩、太子代立是天经地义之事，马上拥立年幼的司马昌明为帝，是为孝武帝。褚太后本来已下了命桓温行周公居摄故事的诏书（即任桓温为“代理皇帝”），也被王坦之谏阻。
桓温方面，一直想当然认为简文帝临死会把皇位主动禅让给他，即使不然，也会以周公之礼居摄朝政。结果，读毕简文帝遗诏，知悉二事都不成，太子已经嗣位，桓温怒极。他认定是王坦之、谢安从中作梗，深恨二人，形于颜色。
孝武帝宁康元年（373）三月，桓温提军入朝建康。当时，都城内人情汹汹，都盛传桓温入京要诛王、谢两族，并移晋鼎，取而代之。
听说传闻后，王坦之惊惧异常，谢安坦然自若。晋廷下诏，命百官郊迎大司马桓温于新亭。王坦之害怕性命难保，想推辞不去。谢安劝道：“晋祚存亡，决于此行。”
桓温至新亭，晋廷“百官拜于道侧”。桓温大陈兵卫，依次接见百官，“有位望者皆战慄生色”，王坦之“流汗沾衣，倒执手版”，只有谢安一人“从容就席”。
众人坐定，谢安果真是有名士风范，他笑对桓温说：“我听说诸侯有道，守在四邻。明公您何须在周围墙后安排那么多兵士呢！”
桓温也为谢安怡然之态而折服，笑着回答说：“不得不这样作呀！”便命左右撤去壁后手持利刃的军兵。
谢安曾经在桓温手下为官，为大将军司马，两人算是“老朋友”。至此，二人谈天说地，忆旧言朋，笑语移日。
晚间，桓温独召谢安、王坦之两人，商谈国事。郗超依桓温安排躲在屋中卧帐里偷听三人谈话。风吹帐开，一眼瞥见郗超撅着屁股凝神偷听，谢安笑道：“郗生可谓入幕之宾呵。”
正是由于谢安等人的镇定、从容，在外有强臣、内有幼主的危乱局面下，晋室得以保存。
在建康停留了十四天，桓温旧疾复发，便拥兵返回老巢姑孰。疾笃之时，桓温不停派人示意朝廷加九锡给他，很想临死前过一把皇帝瘾。
谢安、王坦之两人不敢直接回绝，便命袁宏起草加桓温九锡的诏命。袁宏草就，给王坦之看。王坦之叹其文笔华美，但表示：“卿固大才，安可以此示人！”谢安见到诏草，也胡乱改易，故而诏命一直发不出去。袁宏渐渐看出端倪，就密问王坦之到底要怎样做。王坦之说：“听说桓温病势一天重过一天，估计拖延不了多少时间，九锡之诏，能拖就拖。”
诏命一拖再拖，桓温却等不到看见“九锡”了。公元373年阴历七月乙亥日，桓大将军病死姑孰，时年六十二。晋廷以霍光之礼葬之，追赠丞相。
桓温死前，以其弟桓冲袭领其众。桓温世子桓熙和弟弟桓济不服，想谋杀叔叔桓冲。桓冲事先知其谋，秘密逮捕了这两个无才无能的侄子，表奏桓温幼子当时年仅六岁的桓玄为桓温之嗣，袭封南郡公。
桓温有六子。桓熙、桓济杀叔不成，送至长沙囚禁，“无期徒刑”；第三子桓歆早死；第四子桓祎生下来就是个傻子；“不辨菽麦”；第五子桓伟忠厚诚实，为官清明，历任安西将军、荆州刺史等职，三十岁左右病死；袭爵的第六子桓玄最有名，曾一度称帝，但最终也导致了桓氏宗族族诛的结局。
桓冲虽为桓温之弟，温良敦厚，并自请解去要职，外任扬州，把朝中大权让给谢安。后来，苻坚南侵，晋朝降将朱序当初就是桓冲所保