六月十四日，经过群臣多次劝进，刘裕设坛于南郊，即皇帝位。柴燎告天。其策曰： “皇帝臣裕，敢用玄牡，昭告后天后帝。晋帝以卜世告终，历数有归，钦若景运，以命于裕。夫树君宰世，天下为公，德充帝王，乐推攸集。越俶唐、虞，降暨汉、魏，靡不以上哲格文祖，元勋陟帝位，故能大拯黔首，垂训无穷。晋自东迁，四维不振，宰辅凭依，为日已久。难棘隆安，祸成元兴，遂至帝主迁播，宗礼堙灭。裕虽地非齐、晋，众无一旅，仰愤时难，俯悼横流，投袂一援，则皇祀克复。及危而能持，颠而能扶，奸宄具歼，僣伪必灭。诚兴废有期，否终有数。至于大造晋室，拨乱济民，因藉时来，实尸其重。加以殊俗慕义，重译来庭，正朔所暨，咸服声教。至乃三灵垂象，山川告祥，人神协祉，岁月滋著。是以群公卿士，亿兆夷人，佥曰皇灵降鉴于上，晋朝款诚于下，天命不可以久淹，宸极不可以暂旷。遂逼群议，恭兹大礼。猥以寡德，托于兆民之上，虽仰畏天威，略是小节，顾深永怀，祗惧若殒。敬简元辰，升坛受禅，告类上帝，用酬万国之情。克隆天保，永祚于有宋。惟明灵是飨。”
礼毕，谢晦奉上玺绶，刘裕受之，谢晦感慨道：“陛下应天受命，登坛日恨不得谢益寿（其叔谢混小字，死于刘毅党祸。）亲奉玺绶。”刘裕闻之色变，随即亦叹道：“朕亦甚恨之，使后生不得见其风流！”
祭天已毕，刘裕自石头城乘銮驾入建康宫，临太极殿，接受群臣朝贺，众臣山呼万岁，刘裕大喜，皆有封赏，又宣布大赦天下。徐广又悲感流涕，侍中谢晦悄声对他言道：“徐公得无太过乎？”徐广老泪纵横道：“君为宋朝佐命，老身是晋室遗老，悲喜之情，固不可同。君佐命兴王，逢千载嘉运；老身世荷晋德，实眷恋故主。”言毕，更唏嘘不已。
刘裕登基后，改晋元熙二年为大宋永初元年，即封恭帝为零陵王，全食一郡，可用天子旌旗，乘五时副车，封地可行晋正朔，郊祀天地礼乐制度，皆用晋典，上书不为表，答表勿称诏。其优崇之礼，皆仿魏晋禅代故事，迁零陵王居于故秣陵县（南京附近），使冠军将军刘遵考率兵防卫。
刘裕又追封其父刘翘为孝穆皇帝，其生母赵氏为穆皇后，尊其继母萧文寿为皇太后，虽然他自己已年近花甲，且贵为皇帝，然侍母至孝，晨昏定省，未尝有失。追封其妻臧爱亲为敬皇后，立其子刘义符为皇太子。六月十七日，刘裕大封群臣，任其弟刘道怜为太尉，封长沙王。追封其弟刘道规为临川王，以刘道怜子刘义庆袭其爵。封其次子桂阳公刘义真为庐陵王，三子彭城公刘义隆为宜都王，四子刘义康为彭城王。尚书仆射徐羡之加镇军将军，右卫将军谢晦为中领军，宋国领军檀道济为护军将军，中领军刘义欣为青州刺史。其余功臣，各有封赏。又追封刘穆之为南康郡公，王镇恶为龙阳县候。
刘裕登基后，日理万机，而无人能助，每至此时，皆叹念刘穆之，对左右言道：“穆之不死，当助我治天下。可谓'人之云亡，邦国殄瘁'（贤人去世，国家危殆。）！”
刘裕上朝后，每遇大事，群臣又争论不休，无人可片言而决，令人信服，刘裕每见此，又暗暗叹息道：“穆之死后，朝臣皆轻我粗鄙无文，一味以力压人，无法以理服人。”
司马德文自逊位后，深虑祸及，故小心谨慎，深居简出，不与外臣交通，零陵王府显得死气沉沉。这一日，褚妃诞下一男婴，阖府上下，一片欢腾，司马德文也喜不自胜。褚灵媛自嫁与司马德文后，生二女，长女海盐公主司马茂英，次女富阳公主司马丰英。此次褚灵媛、司马德文夫妻二人以三十高龄而得子，司马家传承有后，焉能不喜。
刘遵考闻讯后，急报入宫中，刘裕听后，沉思片刻，遂召褚妃兄长太常褚秀之、侍中褚淡之二人入宫。
兄弟二人行跪拜大礼后，刘裕劈头喝道：“自秦汉以降，严戒外戚干政，故有汉武杀钩弋夫人之举，况前朝废后乎？”
二人不明所以，连忙叩头拜谢道：“陛下，我兄弟二人一向忠于大宋，未尝与前朝废后有所勾连，望乞明鉴。”
刘裕冷笑了一声道：“晋有嗣，褚氏与有力焉。”
二人闻言恍然大悟，面面相觑，最后狠下心来，叩头道：“臣等自有理会，必不负陛下所望。”
刘裕哼了一声道：“尔等好自为之。”
这日，褚秀之、褚淡之兄弟二人前来零陵王府拜贺麟儿降生，褚妃闻兄长到来，忙命人迎入后宫，褚妃躺在床上修养，褚秀之坐在床边与妹妹闲话家常，褚淡之从乳母手中抱过婴孩，那婴儿刚吃过奶，正在安睡，褚淡之一边摇着婴孩，一边慢慢踱步至门边，乘人不备，打开房门，道：“屋中好生气闷。”时值隆冬，一阵寒风吹过，那婴儿被风吹醒，顿时哇哇大哭，褚妃大惊，挣扎坐起，大叫道：“哥哥，婴孩尚小，吹不得冷风，快抱回屋中。”褚淡之恍若未闻，仍在逗弄婴儿，道：“无事，老人皆言婴孩脚下三盆火，些须风寒，有甚了得。”褚秀之在旁劝道：“妹妹莫慌，大丈夫不经风雨，何以成人。”褚妃连吼了几声，褚淡之才慢慢回转过来，将婴儿交还给褚妃，那婴孩哭得几欲昏厥。褚妃连忙抱住，不住安慰，眼泪扑簌簌掉了下来。褚氏兄弟见势不妙，慌忙告辞。是夜，那婴儿便发烧如炭，褚妃急忙命太医医治，然婴儿还未满月，身体尚虚，针药无济，太医也束手无策，迁延至半夜，那婴儿竟然一命呜呼，褚妃痛不欲生，司马德文也是悲怆不已。刘裕得知后，为安抚司马德文，令太子刘义符纳零陵王女海盐公主司马茂英为妃。
永初二年九月，刘裕觉自己年事已高，子嗣尚幼，若自己百年之后，有人拥司马德文复位，非唯前功尽弃，刘氏亦必族灭，遂决心斩草除根，以毒酒一瓮授与零陵王旧识，前琅琊王府郎中令张伟，命其鸩杀零陵王。张伟为刘裕心腹湘州刺史张邵之兄。张伟受命后，真是左右为难，行至半路，仰天长叹道：“杀故君不义，违新君不忠，与其鸩君以求生，不如我自死！”乃停车于道，对从人道：“取御酒来。”从人不解，取来刘裕所赐御酒，张伟边饮边叹道：“好酒，好酒。”不一会儿一瓮酒便已见底，张伟大叫道：“快哉，快哉。”七窍流血而亡。
褚妃闻听此事，为保司马德文性命，整日与丈夫共处一室，自煮食于床前，饮食所需，皆出亲手，刘遵考奉刘裕密令，几次欲下手谋害司马德文，终不得其隙，毕竟褚灵媛为太子妃母，公然当其面杀死司马德文，日后恐难见面，故刘遵考回禀刘裕，面露难色。刘裕怒甚，痛责刘遵考无用，不得以又令褚淡之与其兄右卫将军褚叔度前往探视褚妃，褚灵媛初不愿见其二人，褚叔度对褚妃宫女道：“我兄弟特来请罪，务必请王妃出来一见，否则今日誓不离此地。”宫女回报，褚妃无法，出就别室相见。褚淡之一见褚妃便跪倒磕头，道：“兄长特来给妹妹请罪。”褚妃转身形避让，淡然道：“兄长何罪之有？”褚叔度在旁劝解道：“还请妹妹恕罪，淡之也是无心之失。”褚灵媛道：“有心无心，公道自在人心。”褚淡之又是叩头，痛哭流涕道：“妹妹，兄长若有害人之心，日后不得好死。”褚妃仍是不与理睬，褚叔度便在一旁劝解。
趁此兄妹三人在旁室谈话之际，刘遵考率护卫逾墙而进，直入寝殿，司马德文见他来势汹汹，有些害怕，问道：“刘将军，匆匆而来，所为何事？”刘遵考躬身呈上药酒，道：“奉诏请王升天。”司马德文不肯接过鸩酒，问道：“孤已禅位于宋，奈何杀之?当初魏禅位于晋，晋封其主为陈留王，享国至今，为何宋不容晋？”
刘遵考恐褚灵媛归来，急道：“属下也是奉命行事，王请饮之，否则恕臣无礼了。”说罢，踏前一步，一手托药，一手按剑，怒目而视。司马德文仍是不肯饮，推脱道：“佛教有云，自杀者不复得人身。孤礼佛甚敬，不可自死。”刘遵考不再与他纠缠，一使眼色，手下兵士，一拥而上，以被掩杀之，时年三十六岁。
褚灵媛与兄弟谈了半日，终究心软，原宥了褚淡之，待回到寝宫，见司马德文闷头大睡，有些奇怪，走至近前，掀起被褥，却见司马德文脸色蜡黄，直挺挺躺在床上，吓了一跳，急探鼻息，却是半点也无，褚灵媛不由得抚尸大哭。
刘裕闻司马德文死讯，辍朝三日，高搭灵棚，率百官亲往祭奠，谥其为恭皇帝，葬冲平陵。
褚秀之、褚淡之兄弟在三年后同月死于背痈。
褚灵媛死于元嘉十三年(公元436年)，时年五十三岁，后与司马德文合葬于冲平陵，谥号“恭思皇后”。
