北归的魏军进攻盱眙，久攻不下，魏太武帝向臧质求酒，反得溲水，魏太武帝大怒，下令全军猛攻，魏军企图用钩车钩毁城楼，被守军用大索阻拦，魏军用冲车攻城，但城墙太坚固，每次撞击都只掉下数升碎土，无济于事，魏兵又尝试强行爬上城楼，却死伤数万，尸体堆得有城墙那么高，就这样，魏军攻了三十多日都无法攻下，此时，魏军爆发瘟疫，宋军援兵又到，魏太武帝只得放弃攻城，烧掉攻城武器北撤。
为了泄愤，魏军一路烧杀，最终，夺回碻磝，王玄谟败逃。魏军一路经过刘宋的南兖、徐、兖、豫、青、冀六州，烧杀惨重，不过魏军兵马也死伤过半，最终于初夏，北渡黄河。这标志着刘宋二次北伐结束。
此次北伐又告失败，宋文帝将责任归于自己，但太子刘劭反对北伐，令宋文帝大为失望，有意废太子，刘劭遂在元嘉三十年（453年），发动政变弑杀宋文帝。
魏太武帝南征时，命太子拓跋晃监国，中常侍宗爱与太子不和，遂诬告太子亲信，太武帝回国后，大杀东宫属官。拓跋晃因而忧毙。太武帝后悔，思念太子，宗爱担忧获罪，遂弑太武帝，立拓跋余为帝。宋文帝知太武帝去世，决意发动第三次北伐。
