此时已无力起身，只能眼睁睁地看着时间流逝。
公元373年七月，桓温在姑孰（今安徽当涂）病逝，享年六十二岁。直到死，他也没能拿到那象征着“准皇帝”身份的九锡，没能完成“称帝”的心愿。
桓温死后，他的弟弟桓冲继承了他的兵权。桓冲与桓温不同，他没有“称帝”的野心，只想保住桓家的地位。他主动将部分兵权交还给朝廷，与谢安等人合作，共同抵御前秦的进攻（后来的淝水之战，便是桓冲与谢安联手指挥的）。
桓温的儿子桓玄，继承了父亲的“野心”。公元403年，桓玄起兵叛乱，攻克建康，废黜晋安帝司马德宗，建立了“桓楚”政权，终于完成了桓温未竟的“称帝”心愿。可桓玄的政权，仅存在了一年多，便被刘裕率领的北府兵击败，桓玄被杀，桓家也彻底衰落。
桓温的一生，充满了争议。《晋书·桓温传》评价他“豪爽有风概，姿貌甚伟，然野心不臣，觊觎神器”，这十六个字，精准地概括了他的矛盾性——他有雄才大略，为东晋立下了赫赫战功；却也有勃勃野心，为了权力不择手段。
说他有功，他确实为东晋的存续与发展，做出了不可磨灭的贡献：
-拓土西南：平蜀灭成汉，将四川、云南、贵州的大片土地纳入东晋版图，让东晋的疆域扩大了近一半，也为东晋获得了稳定的粮食产地和兵源地，增强了东晋的国力。
-北伐复土：三次北伐，虽有胜有败，但第一次北伐打到长安城外，第二次北伐收复洛阳，让中原百姓看到了“王师北定”的希望，也让北方的胡人政权不敢轻易南下，为东晋赢得了数十年的和平。
-整顿吏治：他在荆州、益州任职期间，推行“屯田制”，减免赋税，打击贪腐，安抚流民，让当地的经济得到了恢复和发展，百姓的生活也有所改善。
说他有过，他的野心与手段，也给东晋带来了巨大的动荡：
-滥用兵权：为了立威和夺权，他发动了多次战争，尤其是第三次北伐，明知前燕实力强大，却仍强行出兵，导致五万大军死伤三万多人，给东晋的军事力量造成了严重损失。
-废立皇帝：为了掌控权力，他无过而废司马奕，立傀儡皇帝司马昱，扰乱了东晋的皇权传承，也开启了“权臣废帝”的先例，为后来桓玄的叛乱埋下了伏笔。
-打压异己：他在位期间，打压反对自己的大臣，比如弹劾罢免殷浩，诛杀庾希、庾倩等庾氏家族成员，导致东晋的政治生态更加混乱，门阀之间的矛盾也更加尖锐。
可若站在桓温的角度，我们也能理解他的“矛盾”。东晋的门阀政治，本就是“弱肉强食”的格局——王敦曾起兵叛乱，苏峻曾攻破建康，若桓温没有野心，没有兵权，恐怕早就被其他门阀打压下去，连平蜀、北伐的机会都没有。他的野心，既是个人欲望的体现，也是时代背景的必然产物。
桓温临死前，曾对身边的亲信说：“人生在世，不能流芳百世，亦当遗臭万年。”他确实做到了——千百年后，有人称赞他是“北伐英雄”，为汉人的尊严而战；也有人指责他是“乱世奸雄”，为了权力不择手段。
司马光在《资治通鉴》中，对桓温的评价更为客观：“温有奇才，善用兵，然性刚愎，多忌害，挟震主之威，蓄无君之志。”他认为，桓温有军事才能，却因野心太大，最终未能成就“不世之功”，反而成了历史的争议人物。