五月三十日，被谢琰轻视的孙恩乱军终于攻到了山阴城外。
接到禀报时，谢琰正是吃早饭，投箸而起，谢琰慨然道：「等灭了孙贼愚再来吃饭不迟。」
说这话谢琰底气十足，北府军的战力远胜于孙恩的乌合之众。
当即以广武将军桓宝为先锋，谢琰亲率大军随后，出城迎击孙恩乱军。
正如谢琰所料，北府军摧锋陷阵，势不可挡，片刻功夫就打败了孙恩乱军，乱军向后退走。
谢琰意气风发，传令紧追不舍，一定要抓住孙恩，永绝后患。
山阴城外，河道纵横，恰逢五月梅雨季节，河水暴涨，沟渠溢满，道路变得越发狭窄，有的地方仅能让一人独行走过。
孙恩所部沿着沟渠、河流旁边的道路四处逃窜，追击的北府军也河道分割得七零八落，有的地方排成了「一字长蛇阵」。
陆路狭窄难行，北府军前后无法呼应，这时孙恩的水师在河中出现，用弓弩朝北府军射击，北府军成了活靶子。
到哪里都是箭雨，北府军溃不成军，四散奔逃，有的人走投无路直接跳入河中，被船上的乱军用枪扎死。
谢琰率军出战时根本没想到要派水军接应，只得带了亲卫沿着鉴湖湖堤向西逃窜。
抵达千秋亭（今柯亭）后，孙恩水军追上，箭如雨点般飞至。谢琰让亲兵拼死抵抗，不让船只靠岸，自己继续朝南跑。
帐下督张猛见败局已定，在谢琰身后挥刀砍马，战马惊痛立起，谢琰堕落于地。
张猛挥刀斩杀谢琰，谢琰身旁两子谢肇、谢峻上前救父，亦被张猛斩杀。
张猛提着谢琰的人头，高声呼道：「谢琰已死，愿降。」
北府军主将被杀，越无战心，在孙恩军的追逐下四散逃命，孙恩轻易便夺下了山阴城，会稽郡被孙恩占据。
此战，谢琰战死，两子亦死，谢琰三子只剩下在京中的驸马爷谢混了。前锋广武将军桓宝亦战死，北府军将士死伤近半。
得知山阴被夺、会稽沦陷的消息，吴兴太守庾恒惊恐万分，下令斩杀郡内数千五斗米教信徒，以防这些人响应孙恩。
孙恩并未北进，而是向东南进军，抢掠粮食、财物。
六月三日，朝庭收到北府军大败，谢琰及两子身死的消息，司马元显惊惶失措，以朝庭名义下旨让北府军冦军将军(三品)桓不才、辅国将军(三品)孙无终、宁朔将军(四品)高雅之各率军三千南下平灭孙恩。
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