萧道成另召褚渊入宫议事，凡事都要征求褚渊的意见，待他格外友善。褚渊担任卫将军时因母亲去世而离职，朝廷让他一边守孝一边任职，他不愿意，经袁粲亲自劝导，他才从命。等到袁粲担任尚书令时也因母亲去世而辞官，褚渊便亲自去劝说他，让他一边守孝一边莅任，可是袁粲始终不答应。褚渊因此与袁粲有了嫌隙，他对萧道成说：“沈攸之起事，必定以失败告终。将军还是先防备内变，斩除祸患！”萧道成点头称是。
不久，袁粲与刘秉等人议定诛杀萧道成的计策，想去告知褚渊。众人说褚渊不值得信赖，说他极有可能向萧道成告密。袁粲则坚持说：“褚渊虽与萧道成友善，但事关社稷，褚渊应该不会有异议。而且如果我们不告诉他，说不定将来我们又多了一个敌手。”随即把密谋告诉了褚渊。褚渊当即便把消息透露给萧道成。萧道成立即派军将苏烈、薛渊、王天生等人去戍守石头城，名义上是协助袁粲，实际上是监视他；又因中领军刘韫、直阁将军卜伯兴与袁粲串通一气，萧道成又派王敬则去牵制他们二人。
袁粲打算假传太后的命令，让刘韫与卜伯兴率宫中侍卫突袭萧道成，黄回等人做外应，定期举事。到了这一天，待在京都的刘秉禁不住心惊肉跳，本来起事的时间是半夜，偏偏胆小如鼠的他竟在傍晚时分带着家属奔往石头城，随行的数百名部将也慌慌张张地行进着。袁粲一听刘秉前来拜访，忙出来相见说：“你怎么突然跑到这里来了？看来我们的计划要失败了！”刘秉哭着说：“能见将军一面，我死而无恨了！”正说着，孙昙瓘也自京都奔来。袁粲越发惶急，但也想不出什么方法，只能顿足长叹。
丹阳丞王逊赶紧向萧道成报告，说刘秉率全家出京，萧道成立即派人密嘱王敬则动手。当晚，王敬则提着刀赶到中书省。那时，刘韫正列烛戒严，端坐室内，突然见王敬则闯入，他大吃一惊，跳起来问道：“你怎么三更半夜擅自闯入？”王敬则瞪着他说：“你怎么敢谋逆？”当下就是一刀。杀死刘韫后，王敬则又赶到卜伯兴那里，也将他一刀毙命。
苏烈、王天生已占据仓城，正与袁粲对抗，萧道成又派军将戴僧静去助阵。袁粲忙派孙昙瓘出城迎战，与苏烈等人相持一晚。黎明时分，戴僧静攻毁西城门，刘秉在城东望见城西起火，竟与儿子出城逃去。袁粲也料知保不住石头城，下城对儿子袁最说：“我早知独木难支大厦，但至少我是为国尽忠，我死而无憾了！”话还没说完，戴僧静已攻入城内。袁最奋身保护父亲，不幸被戴僧静砍伤。袁粲哭着地对儿子说：“我不失为忠臣，你不失为孝子，人生至此也无憾了。”父子二人一同遇害。
刘秉父子、王蕴等人也被击毙，孙昙瓘逃去。黄回由新亭进攻，经过石头城时，获悉同党都战败，他忙声称自己是赶来支援萧道成的。萧道成知他刁滑，但也不想多加诛杀，所以将他抚慰一番，仍然令他驻守新亭。此外，袁粲的党羽也全部被赦免。萧道成任命尚书仆射王僧虔为左仆射，新除中书令王延之为右仆射，度支尚书张岱为吏部尚书，吏部尚书王焕为丹阳尹。
当时，满朝文武都是萧道成的心腹，萧道成这才向宋主刘准恳请率兵讨伐沈攸之。宋主当即令萧道成统率全军，屯驻新亭。沈攸之也派中兵参军孙同等五将率五万人做前驱，司马刘攘兵等五将率两万人做后应，中兵参军王灵秀等四将分道进击夏口，占据鲁山。
沈攸之仗着自己兵多势众，颇有骄态，派人对郢州的柳世隆说：“我军奉太后之命暂时回京，如果你也忠心为国，就该明白怎么做。”柳世隆派使者答复道：“承蒙雄师问候，但是郢城镇小，我军只能自守，恕不能相从！”沈攸之一听，不禁动怒，准备发兵攻打郢城。功曹臧寅劝他说：“郢城地势险要，易守不易攻，进攻郢城只能白白耗费兵力，我们不如长驱东下，直取建康。”沈攸之于是令派小部队攻取郢城，自己率大军准备东行。
柳世隆奉萧赜之命，去牵制沈攸之的兵力，看到沈攸之就要东下，柳世隆忙出城邀战，故意挑起沈攸之的怒意。沈攸之被这么一激，当下改变主意，全力攻打郢城，大有不拔郢城，誓不罢休的劲头。可是占据有利地势的柳世隆有时出击，有时防守，游刃有余。相持了一年多，郢城分毫未损，沈攸之却伤亡惨重。萧赜也派军将桓敬屯据西塞，援助柳世隆。
沈攸之向来不懂得收买人心，手下的将士大多是受形势所迫才作乱，因而每天都有大批的士兵叛逃。沈攸之大怒，当即召集部将们说：“我奉太后之命仗义兴师，事成之后，我定会与你们共享富贵；如果战败，朝廷只会杀我全家，你们不用怕受到连累。最近，逃亡的士兵越来越多，都是因为你们管教不严。从今以后，再有士兵叛逃，我拿你们是问！”各部将虽然表面服从，但心里越发不平。这时，又传来消息说萧道成派黄回等人西袭荆州，逆流而上，众将更加惊骇，都有了叛逃的心思。刘攘派人将乞降的书信射入郢城，恳请柳世隆代为上表，以洗脱罪名。柳世隆回信应允，刘攘当即自毁营寨，径直离去。其他营寨的士兵见军中突然起火，顿时骇散，连将帅都喝止不住。沈攸之怒火中烧，气得咬牙切齿，立即将刘攘留在军营的侄子和女婿处死，然后率领残众东归。
走到鲁山，众人纷纷溃散，各将领也四散而去。只有臧寅感慨道：“得势即从，失势即散，真没想到会是这样的结局啊！”说完，投水自尽。沈攸之忙宣令说：“荆州城中还有很多钱财，我们一同回去取来，作为资粮！”军令下达后，四散而去的兵士才逐渐趋集。哪知途中接得急信，江陵城已被张敬儿夺去。沈攸之进退无路，只好转奔华容，途中队伍再次溃散。到了栎林，沈攸之身边只剩下了儿子沈文和。沈攸之下马伫立，长叹数声，然后解带悬林，自缢而死。沈文和也自缢而亡。村民斩下二人的首级，献入江陵。
原来，张敬儿探知沈攸之攻打郢城，江陵空虚，便率兵偷袭江陵。江陵城由沈攸之的儿子沈元琰与长史江义、别驾傅宣三人留守。晚上听到鹤唳声，江义与傅宣以为是官军杀来，慌忙夺门逃去，吏民相继逃散，沈元琰在逃亡途中被杀。当时，张敬儿还在沙桥，得到这个消息后，急忙率兵入城，将沈攸之的亲族诛杀殆尽。经过栎林时，村民献上沈攸之父子的首级，张敬儿立即派人送往建康。