鬓角微霜，却依旧未忘收复中原之志。他在太极殿召集群臣，再次商议北伐：“朕登基二十载，江南安定，国力强盛。然河南故地，仍在胡虏之手，中原百姓，盼王师如盼甘霖。今日，朕欲再举北伐大旗，分三路北上，收复河南，直捣平城，诸位以为如何？”
此时檀道济已被刘义隆猜忌，以“谋反”罪名诛杀，朝中名将凋零。丹阳尹徐湛之、吏部尚书江湛迎合上意，纷纷进言：“陛下，今我朝国力远胜昔日，北魏虽强，然连年征战，国力消耗巨大。陛下亲率大军北伐，必能一雪前耻，收复中原！”
武陵王刘骏（后来的宋孝武帝）出列，劝道：“父皇，北魏拓跋焘雄才大略，铁骑天下无敌，且北方统一，根基稳固。我军虽强，然不习北方战事，粮草转运艰难，恐难取胜。不如暂守江南，积蓄力量，待北魏内乱，再图北伐。”
刘义隆脸色一沉：“朕意已决，休要多言！传旨：命宁朔将军王玄谟为东路主帅，率六万大军，出彭城，攻滑台；命太子左卫率柳元景为西路主帅，率五万大军，出襄阳，攻关中；命豫州刺史刘康祖为中路主帅，率四万大军，出寿春，攻许昌、洛阳；朕亲率十万大军，坐镇彭城，统筹全局！”
王玄谟本是庸才，却好大喜功，当即领命：“臣遵旨！定率东路军，攻克滑台，生擒拓跋焘，献于陛下！”
柳元景虽为名将，却受制于东路军，且刘义隆遥控指挥，处处掣肘。元嘉二十七年（450年）七月，刘宋三路大军，同时北上，第二次元嘉北伐，正式打响。
东路军王玄谟率六万大军，进围滑台。滑台守将拓跋寔君，率五千魏军坚守城池。王玄谟见滑台城小，以为唾手可得，却不体恤将士，贪婪残暴，搜刮百姓财物，引起民怨。将士们多次请求攻城，王玄谟却执意等待攻城器械，贻误战机。
此时，拓跋焘已得知刘宋北伐，亲率十万大军，从平城南下，救援滑台。他率大军日夜兼程，仅十日便抵滑台城外。王玄谟见北魏大军突至，吓得魂飞魄散，竟不顾六万大军，率亲信弃军而逃。
东路军失去主帅，顿时大乱，魏军趁势猛攻，刘宋士兵死伤无数，尸横遍野，粮草、军械尽皆被魏军缴获。拓跋焘乘胜追击，连下彭城、盱眙等城，兵锋直指长江北岸。
西路军柳元景率大军，出襄阳，攻关中，一路连战连捷，收复弘农、潼关，直逼长安。关中百姓，久受北魏压迫，纷纷响应，箪食壶浆，迎接王师。柳元景正欲率军攻长安，却接到刘义隆圣旨：“东路军溃败，魏军南下，
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