桓溫把枋頭之敗看作是奇恥大辱，對袁真沒有打通石門通道耿耿於懷，一直在尋找時機報複。
太和五年（370）二月二十八日，袁真去世。陳郡太守朱輔讓袁真的兒子袁瑾接任袁真的職位，守衛壽春。
袁真是有一定軍事才能的，他在世時，桓溫對他有所忌憚，不敢輕舉妄動，如今得到袁真去世的消息，桓溫不再顧忌，親率兩萬將士出兵討伐袁瑾。八月十一日，桓溫包圍了壽春。當時的前燕派左衛將軍孟高率兵救援壽春，但走到半路，聽說前秦對前燕發動大戰，隻好又撤了回去。
桓溫對壽春圍而不打，一連幾個月過去，壽春的軍糧快要用盡，守城軍士難以為繼。太和六年（371）正月，前燕已經滅亡，袁瑾、朱輔又派人向前秦求救。苻堅派武衛將軍王鑒、前將軍張蠔率兩萬大軍前去救援，但被桓溫派出的淮南太守桓伊、南頓太守桓石虔（桓溫的侄子）等在石橋打敗，前秦軍隊隻好後退至慎城（今安徽潁上縣）。
正月十七日，桓溫攻下了壽春，抓獲了袁瑾及朱輔，把他們連同他們的宗族全部押送到建康誅殺，報了一“敗”之仇。
這時候有手下來報，部將朱綽把袁真的墓挖開後，砍下了袁真屍身的頭。桓溫一聽大怒，認為朱綽太過殘忍，要把朱綽殺掉。朱綽的弟弟桓衝苦苦求情，桓溫這才放了朱綽一條生路。
桓溫久有異誌，有時候他躺在**思來想去，越想越激動，翻來覆去睡不著，就起身盤腿坐在**，抱著枕頭，喟然長歎：“男子漢大丈夫如果不能流芳百世，也要遺臭萬年！”桓溫本想滅了前燕、收複中原後就接受九錫，為自己取代司馬氏奠定基礎，但枋頭之敗讓他名譽大大受損，這讓他萬分苦惱。
奪取壽春後，桓溫問郗超道：“這下可以消除枋頭之敗帶來的負麵影響了吧？”桓溫自己問的都沒有底氣——收複壽春怎麽能和兵敗枋頭相提並論呢？果然，郗超斬釘截鐵地回答說：“這個真不能。”