公元369年，晋大司马桓温率步骑共五万大军，从姑孰(今安徽当涂县)出发，开始了他人生中第三次也是最后一次北伐。起初势如破竹，打到距前燕都城仅几十里的枋头时，遭遇到了前燕军队的殊死抵抗。后因粮道断绝，不得已而归。南归途中先是被前燕慕容垂和慕容德设伏打败，又被赶来支援前燕的前秦将领苟池、邓羌劫了归路，回到姑孰五万步卒仅剩万余人。
此战虽然发生地点不在枋头，但因为史书上习惯成此次战役为枋头之战遂得名。
战争背景
桓温第三次北伐(枋头之战)，是在东晋内部权力之争面临短兵相接状态的情况下进行的。 当时，中原形势对晋朝讲很不乐观。前燕和东晋在许昌几次拉锯战，最终丢掉了这一重镇。
兴宁年间(363年至365年)，淮阳一带失守。最后，洛阳城守将见孤城难守，找了个借口自己带兵逃离，只留下沈劲一人带区区五百人守城。(《江南罡风吹浮萍》一文交待过，沈劲是王敦“逆党”沈充之子，一直想以身殉国挽回家族声誉，他就等着这种“光荣”的机会。)
公元365年，前燕名将慕容恪、慕容垂兄弟率兵进攻洛阳，守军寡不敌众，城破，沈劲死节。不久，鲁郡、高平、宛城又接连被前燕军队攻取，燕军甚至攻掠到汉水以北地区，大掠而去。
公元368年(海西公太和三年)，晋廷加大司马桓温殊礼，位在诸侯王之上。转年五月，桓温自领徐州、兖州刺史，率步骑五万，从姑孰就出发，进行他的第三次北伐。
其实，早在桓温失败之前，前秦两位大臣之间的对话中，早有人预料到日后的结局。前秦太子大傅问另一位大臣申胤：“桓温士众强整，乘流猛进，今大军逡巡高岸，兵不接刃，结果会如何呢”?申胤答道：“从桓温现在的势头看，似乎大有可为。但以我的观点，他必定不会成功。因为晋朝皇室衰弱，桓温专制其国，晋廷朝臣未必和他同心。所以，桓温得胜，是晋臣不愿看到的结果，他们一定会千方百计阻挠其事。同时，桓温骄而恃众，怯于应变，以大军深入，放着大好机会不加以利用，反而持重观望，欲图不战而取全胜。如果日后晋军乏粮，军心摧沮，肯定会不战自败”。申胤一席话，几乎是百分百预言了枋头之役。因此，内部之间的三心二意不团结，是东晋群臣一直不能北伐胜利的最关键因素。