这场战事不能再拖了，必须立刻拿下广固，回师江南！
于是刘裕一改围困战略，发动了总攻。张纲打造的那些攻城器械，现在终于派上了用场。什么冲车、飞楼、悬梯、木幔，统统向城墙上招呼。慕容超大怒，把张纲的老娘吊在城楼上，寸寸肢解，以泄心头之恨。但泄愤归泄愤，这时城内的守军由于长期营养不良，大多得了软脚病（因微量元素缺乏导致的四肢无力），站都站不稳，还怎么守城？
慕容超明白，他的命运已无可更改。尚书悦寿这时走了过来。当初慕容超刚刚踏上燕土，就是这位悦寿最先对他表示了善意，但现在他却是来劝慕容超早日投降的。
慕容超苦笑一声，叹道：“废兴，命也！我宁奋剑而死，不能衔璧而生。”无论怎样，我身上流的都是慕容家的血。忍辱出降，我做不到。
悦寿不再说话，悄然退了下去。几天后他打开城门，把晋军迎了进来。慕容超与数十人上马突围，被追兵擒获，带到了刘裕面前。
望着眼前这个面色苍白的年轻人，刘裕大声训斥，数其不降之罪。慕容超则神情漠然，一语不发，只是把老母托付给了老相识刘敬宣（刘敬宣曾投奔南燕）。这位曾经的金刀太子后来被押往建康，斩于闹市之中，结束了他短暂而又传奇的一生，时年二十六岁。与他的头颅同时坠落的，则是慕容家的皇胤。
事后，刘裕恼恨广固城经久不下，曾想将城中余口尽数坑杀，受韩范谏阻才未能实施。不过他仍然将鲜卑王公以下三千人斩首，其妻女资财则全部赏给了晋军将士。此后慕容氏虽仍有不少遗民散落于中原，却再也未能恢复过自己的政权，慕容鲜卑做为一个民族共同体最终渐渐消失于历史长河中。
仲春时节，灭掉南燕的刘裕拔营启程，返回了南方。