在姑孰，桓玄又造数艘轻巧小船，遍载书画古玩奇物。有左右问其原因，桓玄说：“兵荒马乱，倘有意外，这些东西轻而易运。”大家闻之一笑，心里皆开始有轻视桓玄之意。安帝元兴二年(公元403年)九月，桓玄亲兄桓伟病卒，桓玄想以堂兄桓修代领荆州刺史一职，为其属下所阻，说：“桓谦、桓修兄弟专据内外，权势太重”，于是，桓玄就以堂兄桓石康(桓豁之子)为荆州刺史。

史长病死，桓玄也加快了篡晋的步伐。其左右亲信卞范之、殷仲文等人都暗劝他早受晋禅，私下已经把九锡文和册命准备妥当。元兴二年阴历十月丙子，晋廷以桓玄为相国，总百揆，封十郡，为楚王，加九锡，楚国置丞相以下官。这是篡位第一步，封王、开府、置官、加九锡。

桓谦私下问来京城述职的彭城内史刘裕：“楚王(桓玄)功高德重，朝廷上下均认为将有禅让之事发生，卿以为如何?”刘裕马上表示：“楚王，桓宣公(温)之子，勋德盖世，晋室衰微，民望已移，乘运禅代，有何不可!”桓谦大喜，“卿谓之可，即可耳!”

其实，早在来京之前，刘裕与高参何无忌就想在山阴起兵讨桓玄，但当地人孔靖劝他：“山阴离建康道远，举事难成。现在桓玄未篡位，不如待其篡位之后，于京口起兵纣之。”刘裕期待的，就是桓玄的篡位事成的那一天。枭雄气度，自是不与凡人相同。

十一月，桓玄又假惺惺“上表请归藩”，同时，他又派人让大傻子安帝“手诏留之”。桓玄还到处使人散布钱塘临平湖开、江州甘露降这样的“符瑞”，宣示自己登帝位的“吉兆”。和王莽一样，才子出身的桓玄又想在国内废钱用谷帛作交换单位，恢复肉刑，“制作纷纭，志无一定，变更回复，”最终一件事也没办成。

和古今大贪一样，桓玄喜好古人书法、图书、名宅腴田，只要听说别人有他喜欢的东西，必把对方请到府中，以赌博的方式取为己有。试想，和桓玄赌博，谁敢不输啊。桓玄“尤喜珠玉，未尝离手”，数世贵公子，竟然天天一把名贵首饰握在手心，把玩不已。

各项工作准备就绪，公元403年阴历十一月丁丑，卞范之作“禅诏”，派临川王司马宝逼安帝照描画虎抄一遍，禅位于桓玄，“百官诣姑孰劝进”。十二月庚寅，桓玄筑坛于九井山。壬辰，即皇帝位，追尊桓温为宣武皇帝，桓温正妻南康公主为宣武皇后，封其子桓升为豫章王。