不久，刘骏从江州起兵，率军讨伐刘劭，先后攻克南洲，溧州等地，顺江东下直扑京师建康。刘骏还向天下发布讨逆檄文，以“千古未有之大逆“为名痛斥刘劭弑父篡位之罪，于是各方军镇纷纷举兵响应。
同年四月，刘骏大军已攻至建康城南的新亭，修建营垒击败刘劭军。刘骏随即在沈庆之、柳元景、宗悫、刘秀之、朱修之等诸将的劝进下，于新亭称帝。五月四日，刘骏攻破建康，擒杀刘劭及二兄刘濬，大赦天下。对文武百官和将士皆赐爵；对年迈、鳏夫寡妇、孤儿、病残、不能生存的百姓，每人赐谷五斛；陈租旧债不再征收，被罚服长期劳役的尽量宽恕。
刘骏即位伊始，还采取了一系列稳固局势的措施：以沈庆之、柳元景、宗悫分掌领军将军、左卫将军、右卫将军，组建新的中央禁军；给刘义恭、刘义宣、刘诞、刘宏、刘祎等人进号加爵，以安抚皇族宗室；任命刘秀之、朱修之、垣护之、申恬、庞秀之等颇有治绩的大臣出任益、雍、冀、青、梁、南秦、兖等各边州刺史，以稳定边州地方局势；派遣大使十五人巡视地方各州郡，了解地方民情，消除刘劭对地方的影响，加强对地方军政的控制；暂不改元，仍使用父皇刘义隆的“元嘉”年号，改立刘义隆庙号“太祖”，谥号“