王玄谟仓皇撤退，在魏军攻击之下损失过万，逃往青州地区。魏军主力从滑台渡过黄河。据刘宋方面的材料，赶赴河南的魏军多达百万，但实际应为四十多万。[20]魏军兵分多路向南进攻，西线从洛阳进往寿阳；东线循泗水（清水）两岸南下，拓跋焘的中路则进往彭城。

到十一月，西线魏军已经连克项城、悬瓠，围困寿阳；东线和中线已经推进至彭城之下。最北方的碻磝城反而一直在宋军控制之下。此时，从襄阳北上的西线宋军柳元景部进展顺利，击败魏军占领陕城，切断了关中与河南的交通线，并试图向关中进军。但东线大溃败之后，西线的进展已经没有意义，所以刘义隆命柳元景撤回了襄阳。

拓跋焘主力在彭城之下停留近一个月。拓跋焘试图与刘义恭、刘骏二王直接见面对话未果；魏军也曾试图攻城，但看到难以奏效之后，拓跋焘遂决意继续南侵。十二月，魏军各路渡过淮河，于半个月后进抵长江边的瓜步山。刘义隆一面加紧沿江防务，一面遣使对拓跋焘示好，并承诺将与北魏皇室通婚。拓跋焘于次年正月初二退军，450年的战事遂告结束，此后的宋、魏边境与开战前基本相同。

北魏对南作战特点：野战与劫掠补给

此次魏军南下，目的是对刘宋的北伐进行报复而非开拓疆土，所以注重推进的速度，并不花费时间和兵力攻击宋军严密防守的大城市。当魏军抵达长江沿岸时，黄河边的碻磝城，淮北的下邳、彭城，淮河上的寿阳、盱眙、山阳都在宋军固守之下。[21]魏军的主要战术是利用野战歼敌。宋军以步兵为主，缺乏骑兵侦察能力，对魏军骑兵到来往往猝不及防，所以宋军的大多数失败都发生在野战之中。到彦之所部顿兵滑台城外，首先被拓跋焘击溃。当魏军向彭城方向进军时，彭城派出马文恭所部进行侦察警戒，但这支宋军对魏军的到来毫无察觉，被合围攻击，马文恭“仅以身免”[22]。当王玄谟兵败滑台时，中路北伐的宋军刘康祖部八千人紧急撤回寿阳。这支部队在南返途中被魏永昌王拓跋仁所部追击合围，几乎全军覆没。[23]当魏军全线渡过淮河时，刘义隆派臧质率一万人北援彭城，行至盱眙附近，魏军拓跋谭所部已经从上游渡淮河，宋军遂在盱眙城外分为三营据守，相继被魏军攻破，臧质只带七百人逃到盱眙城中。[24]

魏军从黄河直抵长江，突入的纵深极大，粮秣供应几乎全靠在战区劫掠，所谓“虏初南出，后无资粮，唯以百姓为命”[25]。由于难以攻破大城市，所以魏军更依靠粮储较多的宋军小城或据点获取补给。如在淮北作战时，拓跋谭东路军攻克宋军在邹山的屯粮据点，“获米三十万以供军储”[26]。主力渡过淮河之后，又缴获了宋军的“平越、石鳖二屯谷”[27]。这种“因粮于敌”的战术，也是对敌军后勤的破坏。在战前拓跋焘给刘义隆的信中，声称魏军的优势是可以用骑兵活跃于宋军百里之内，将这个范围内的“近有谷米，我都啖尽，彼军复欲食啖何物，能过十日邪？”[28]但这种劫掠补给方式对战区百姓民生的破坏极大，所谓“强者为转尸，弱者为系虏，自江、淮至于清、济，户口数十万，自免湖泽者，百不一焉。村井空荒，无复鸣鸡吠犬”[29]。正是宋人对这次战争的记忆。当魏军连续数日无有虏获时，也会因饥寒发生较大的非战斗减员。魏军在淮南时，就因百姓的逃逸而“抄掠无所，人马饥困”，班师途中曾试图攻克盱眙以获取粮食，但连续多日攻城不下，反而增加了伤亡。[30]刘宋方面的史料称“焘凡破南兖、徐、兖、豫、青、冀六州，杀略不可称计，而其士马死伤过半，国人并尤之”[31]。所言魏军损失虽有一定夸张，但并非无中生有，这也是魏军不重视后勤运输的战争模式所致。