桓温是东晋时進国龙亢人（今安徽怀远）。桓温的父亲叫桓葬，在苏峻之乱中，被苏峻将领韩晃杀了。那一年桓温刚满15岁，他得知父亲被人杀害的消息后，悲痛欲绝，发誓要为父报仇。桓温长到18岁时，曾参与策划杀他父亲的江播死了，于是他怀揣刀剑大闹灵堂，杀了江播儿子江彪等6人。
  生长在永嘉乱世中的桓温，青年时代就崭露头角。晋穆帝永和三年（公元347年），任职安西将军的桓温奉命率兵讨伐蜀地李势。两军刚交兵时，形势对晋军极为不利，桓温的部下参军龚护战死，桓温的马也中了箭，桓温慌忙命令撤退。但击鼓士兵误解了桓温的意思，反而擂起了前进的战鼓，三军将士奋勇向前，李势完全没有料到桓温攻势这样猛烈，抵挡不住，连夜逃到葭萌关。
  后来，又派人求降。桓温大军浩浩荡荡进人成都。成汉王朝就这样灭亡了。桓温因此被提升为征西大将军，封临贺郡公，一时间声震朝野。桓温灭掉成汉王朝，给东晋立了大功。但是东晋王朝内部矛盾很大，晋穆帝表面上提升了桓温的职位，暗地里却猜忌他。桓温要求北伐，晋穆帝没有同意，另派了殷浩带兵北伐。
  殷浩出兵到洛阳，被羌族人打得大败，死伤了1万多人马。桓温再次上奏章要求朝廷将殷浩撤职办罪，并再次提出北伐。晋穆帝没办法，只好撤了殷浩的职，同意桓温带兵北伐。永和十年（公元354年）二月，桓温率4万大军从江陵出发，经襄阳，出武关，越秦岭，大军直指关中，讨伐由氐族人苻氏建立的前秦政权。
  这是桓温第一次北伐。前秦王苻坚派太子率5万大军与晋军对抗。这年四月，晋、秦两军大战于蓝田，秦军大败。桓温率军占领灞上（今陕西西安市东南），抵达前秦都城长安的郊区。当地老百姓纷纷牵牛担酒前来犒劳晋军。老人流涕道：“不图今日复见官军!”六月，因军中缺粮，桓温迫从潼关退兵。
  秦军跟踪追击，晋军损失1万多人。永和十二年（公元356年）六月，桓温进行第二次北伐，从江陵发兵，向北挺 进。八月，桓温挥军渡过伊水，与羌族首领姚襄军二次战于伊水之北，大败姚襄， 收复洛阳。桓温在洛阳修复西晋历代皇帝的陵墓，又多次建议东晋迁都洛阳。
  东晋 朝廷对桓温的北伐抱消极态度，只求苟安东南，无意北还，桓温只得退兵南归。到 升平三年（公元359年），中原地区被慕容氏的前燕政权所占领。隆和二年（公元 363年），桓温被任命为大司马，都督中外诸军事，录尚书事，第二年又兼扬州刺 史。桓温身为宰相，又兼荆扬二州刺史，桓温尽揽东晋大权。
  太和四年（公元369年），桓温利用执政之机，发动了第三次北伐，讨伐前燕 政权。这年四月出发，六月到金乡（今山东金乡）。桓温率水军经运河、清水河进 入黄河，一直进军至枋头（今河南浚县西南，黄河重要渡口）。前燕王任命慕容垂 为大都督，率5万军队前往抵御。
  这时，桓温犯了一个错误，他下令由水路运粮， 结果燕军占领石门渡口，切断了水运粮道，桓温军队面临断粮的威胁。无奈之下， 桓温只好命令全军撤退。退兵时，遭到了慕容垂的拦截，等桓温逃到山阳（今江苏 淮安）时，手下已经没有多少人马了。这次北伐的失利，使桓温已升至日中天的威信大大降低了。
  然而，由于桓温长 期掌握东晋的军事大权，他的野心却越来越大。他曾经说：“男子汉如果不能流芳 百世，也应当遗臭万年。”属下知道他的野心，向他献计，说要提高自己的威信， 就先得学西汉霍光的办法，把现在的皇帝废了，自己另立一个皇帝。当时在位的皇帝是晋废帝司马奕。
  桓温带兵到建康，把司马奕废了，另立一个 司马昱当皇帝，这就是晋简文帝。桓温当了宰相。桓温改立新帝后，开始陷害一些政见与他不合的皇族和大臣，将殷、庾两大强 族的势力削除殆尽。咸安二年（公元372年）六月，简文帝去世。桓温原本指望简 文帝司马昱禅位于他，或自己摄理朝政，但大失所望。
  
  桓温于是拒绝入朝，直至宁 康元年（公元373年）二月才到建康朝见孝武帝，并带兵入朝。群臣惊慌失措。由 于侍中王坦之、吏部尚书谢安应付自如，桓温才没有发难，晋朝得以安宁。三月， 桓温退兵。七月，桓温在姑孰（今安徽马鞍山市当涂县城）病死，终年61岁。