徐羡之将废庐陵王刘义真为平民，以此先告知檀道济，檀道济不同意，多次陈说不可，但不见采纳。徐羡之等人打算废少帝刘义符，立刘义隆，托辞让檀道济入朝，到建康后，把这计谋告诉他。将实行废立的前夜，檀道济到领军府谢晦处住宿。

这一夜谢晦转辗不能入睡，而檀道济则上床便睡着，谢晦十分佩服他。废刘义符后，太祖刘义隆还未到，檀道济入内守朝堂。宋文帝即位，进号征北将军、加散骑常侍，赏给鼓吹乐队一部。进封为武陵郡公，食邑四千户，但檀道济坚决辞去。又增加督青州、徐州的淮阳、下邳琅讶、东莞五郡诸军事。

后谢晦起兵造反，在讨伐谢晦时，到彦之战败，退保隐圻，刚好道济率领军队赶到。谢晦军本来以为檀道济与徐羡之一起被杀，忽然听到他上来，人心动荡害怕，不战自溃。谢晦事平定后，升为都督江州、荆州的江夏、豫州的西阳、新蔡、晋熙四郡诸军事、征南大将军、开府仪同之司、江州刺史，持节、常侍不变。

公元431年(宋文帝元嘉八年)，到彦之北伐鲜卑，已平定黄河以南，不久重新失去，洛阳金墉、虎牢都被敌人占领，北魏军逼近滑台。朝廷加檀道济都督征讨诸军事，率军北讨。军队到达东平寿张县，遇到鲜卑的将领安平公乙旃眷。檀道济统率宁朔将军王仲德、骁骑将军段宏奋起进击，大败北魏军。

转战到高梁亭，鲜卑宁南将军、济州刺史寿昌公悉颊库结前后迎战，檀道济分别派遣段宏及台队主沈虔之等设奇兵出击，当即斩杀悉颊库结。檀道济进军到济水上，连战二十余日，前后数十次交战，鲜卑军队人数众多，结果滑台被北魏占领。檀道济在历城保全军队而返回。

忠而被疑

檀道济因在前刘裕一朝立功，威信名望特别高，左右及心腹，都身经百战，几个儿子有才气，因而朝廷怀疑，对他不放心。宋文帝生病多年，屡次病危，彭城王刘义康怕皇帝驾崩后，檀道济不可控制。

公元435年(元嘉十二年)，宋文帝病更重，刚好鲜卑在边境上进犯，就召檀道济入朝。檀道济到来时，宋文帝病已好转。公元436年(元嘉十三年)春，朝廷将要派檀道济回镇，突然宋文帝又发病，再召檀道济回到饯行的道路上，于是把他逮捕交给掌刑狱的廷尉。

诏书说：“檀道济赶逢时遇，在过去受到了皇恩，他得到的宠幸和厚待，无人能及。但他不对这特殊的恩遇有所感动，去想报答其万分之一，反而凭空怀疑和存有反心，而且在危险的道路上越滑越远。元嘉以来，猜疑多结，不义不亲的心，附下欺上的事，已经为大家所知道，暴露无遗。谢灵运叛逆明显，但他却赞同他的邪说，常为他隐瞒。

还偷偷散发财宝货币，招诱狡猾之徒。逃亡的人前来投奔的越来越多，日夜窥测谋划，想要达到这非望的目的。镇军将军王仲德去年入朝，多次陈说此事。朕因为他位居台鼎高位，预先赏赐封土，希望弥补互相的缝隙，使他或许能革面洗心。

可是他怙恶不悛，终于发动反叛，因为朕生病，就规划实现其阴谋。前南蛮行参军庞延祖了解了他的全部阴谋，向我密报。对天子和父母的叛变，刑罚是不能赦免的。何况罪孽之深，像他这样严重。便可逮捕交付廷尉，按刑处斩。此事只限于首恶，其余都无所追究。”

于是下令逮捕檀道济和他的儿子给事黄门侍郎檀植、司徒从事中郎檀粲、太子舍人檀隰、征北主簿檀承伯、秘书郎檀遵等八人，都在廷尉处斩首。又收捕司空参军薛彤到建康处死。派遣尚书库部郎顾仲文、建武将军茅亨到寻阳，收捕檀道济的儿子檀夷、檀邕、檀演及司空参军高进之斩首。

薛彤、高进之都是檀道济心腹，勇敢而有武力，当时人把他们比作张飞、关羽。起初，檀道济见人来逮捕，脱下头巾掷到地上说：“这是破坏你的万里长城!”檀邕之子檀孺被宽宥，到孝武帝时，任官奉朝请。死于公元436年4月9日。