东晋永和二年，桓温率军西进攻灭割据蜀地的成汉政权，一战成名，声威震动朝野。在蜀地平定之后，他立刻把目光投向了沦陷数十年的中原大地，从永和十年开始的十余年间，桓温先后三次率领东晋大军北上，兵锋直指关中、洛阳、邺城，在门阀掣肘、国力有限的困境中，以一场又一场声势浩大的北伐，把东晋王朝收复中原的呼声推向了顶峰。
第一次北伐，桓温亲率四万步骑从江陵出发，走武关古道直入关中，在蓝田一带大败前秦的军队，一路势如破竹，直接推进到长安城外的灞上。关中的百姓数十年没有见到东晋的官军，纷纷扶老携幼带着酒肉到军营前迎接，白发苍苍的老人拉着桓温士兵的手流泪，说没想到这辈子还能再次见到朝廷的王师。前秦皇帝苻健收拢残兵，采取坚壁清野的策略，把关中地里即将成熟的麦子提前全部收割一空，桓温原本指望就地取粮的计划彻底落空，军中很快陷入严重的饥荒，最终没能攻克长安，带着三千多归附的关中百姓撤军南返。
两年之后的永和十二年，桓温发起第二次北伐，这次他的目标是早已沦为废墟的故都洛阳。当时羌人首领姚襄正带着军队围攻洛阳，桓温率军从江陵北上，行至伊水岸边和姚襄的主力遭遇。姚襄把军队隐藏在伊水北岸的密林之中，试图派人向桓温诈降，趁机偷袭晋军，桓温一眼就看穿了对方的诡计，亲自披甲上阵督战，指挥晋军强渡伊水，迎着敌军的箭矢奋勇冲锋，一战大破姚襄的数万军队，顺势收复了沦陷多年的洛阳。他下令修复西晋皇帝的皇陵，留下守军镇守洛阳，随后班师回朝。只是东晋朝廷根本没有长期经营河南的打算，没过多久，洛阳和收复的河南郡县就再次被北方政权攻占，第二次北伐的成果没能长久保留。
太和四年，桓温已经官至大司马，掌握了东晋的全部军政大权，为了用一场决定性的大胜进一步提升自己的威望，他亲率五万东晋最精锐的军队，发起第三次北伐，目标是盘踞在河北的前燕政权。晋军一路北上，势如破竹，接连攻克前燕的多个郡县，一直推进到枋头，距离前燕国都邺城已经只有数百里之遥。但此时桓温的大军却遭遇了严重的后勤危机，连续多日的干旱让漕运水道彻底断流，军粮的运输完全中断，加上前燕名将慕容垂率领八万精锐前来迎战，又派出军队切断了晋军的粮道，桓温再也无力继续前进，只能下令烧毁战船，率领军队从陆路撤退。慕容垂率领八千骑兵在后面紧紧追击，在襄邑一带大破晋军，斩杀晋军三万余人，第三次北伐最终以惨败告终。
桓温的三次北伐，始终处在东晋门阀政治的重重掣肘之中。从他北伐的第一天开始，朝中的世家大族就一直对他处处防范，既担心他北伐成功之后威望过高，再也无法制衡，又怕他手握重兵之后顺势篡位，从来没有给过他全力的支持。而桓温自己也始终没有把全部心思放在经营中原之上，他北伐的核心目的之一，就是靠军功积累自己的政治资本，为之后掌控东晋朝政铺路，这种急功近利的心态，也让他多次在关键时刻做出错误的战略选择，错失了彻底扩大战果的机会。
即便如此，桓温的三次北伐依旧有着不可磨灭的历史意义。在东晋偏安江南、朝野上下普遍安于现状的环境里，他以持续十余年的军事行动，一次次唤醒了人们心中收复中原的故土情怀，也极大打击了北方胡族政权南下的势头，让东晋的江南防线获得了更长时间的稳定。直到晚年病重之时，桓温依旧在向朝廷上书，请求迁都洛阳，完成收复中原的未竟之志，只是直到他病逝，这个愿望也没能最终实现。这位东晋最具争议的北伐枭雄，用自己的后半生，在山河破碎的乱世里，留下了一段挥鞭指向中原的壮阔历史。