太元十九年（公元394年），後燕攻滅西燕，慕容垂迎來了他的人生巔峰。此時北方大地除了後燕，其他較為有實力的就屬北魏和後秦，這其中北魏和後燕本為世婚之邦，在拓跋珪復國之初的歷次內亂與對外攻伐中，後燕大多出兵支援，所以拓跋珪與後燕關係良好，每年派使者往來。但是隨著兩國發展，這種關係也產生變化，直至兵戎相見。

早在太元十六年（公元391年），賀蘭部發生內訌，賀訥與兄弟賀染干相攻殺，拓跋部再次請後燕出兵討伐，雖然兩國戰勝賀蘭部，但實際雙方的關係實際上很微妙。北魏與後燕在分配賀蘭部人口的時候發生了爭執。最後慕容垂下令，賀蘭部一分為二，賀訥所部留在草原，賀染干所部遷移至中山，燕魏兩家平分。這種情況下慕容麟對慕容垂說：“臣觀拓跋珪舉動，終為國患，不若攝之還朝，使其弟監國事。”慕容垂沒有同意。但也在這一年七月，北魏宗室拓跋觚出使燕國，當時慕容垂年已衰老，慕容氏子弟主持著一些政務，為了要求北魏進獻良馬，強行扣留了拓跋觚。拓跋珪不給，拓跋觚則一直遭後燕扣留，此後兩國關係惡化。北魏轉而聯合西燕對付後燕，後燕軍攻打西燕之時，拓跋珪積極出兵援助慕容永，此事令慕容垂很惱火。

除了援助西燕，北魏還在不斷攻略依附後燕的部落。北魏如此表現無疑激怒了後燕，太元二十年（公元395年）五月，慕容垂正式任命太子慕容寶為主帥，率遼西王慕容農、趙王慕容麟將鮮卑步騎八萬出中山，自五原出發向北魏大舉進攻。范陽王慕容德、陳留王慕容紹率步騎一萬八千人為後繼。軍隊出征前，散騎常侍高湖勸諫慕容垂說：“魏與燕世為昏姻，彼有內難，燕實存之，其施德厚矣，結好久矣。間以求馬不獲而留其弟，曲在於我，奈何遽興兵擊之！拓跋涉珪沉勇有謀，幼歷艱難，兵精馬強，未易輕也。皇太子富於春秋，志果氣銳，今委之專征，必小魏而易之，萬一不如所欲，傷威毀重，願陛下深圖之！”對於這番勸諫，慕容垂不僅沒聽，還生氣地把高湖罷了官。

這麼大的軍事行動，慕容垂為什麼不親自統兵？歲月不饒人，此時慕容垂已年近七十，又患病在身，本來他都不太想出兵討伐北魏的，但在慕容寶等人的勸說下，才同意。這慕容寶是慕容垂的第四子，母親是成昭皇后段氏。按理說太子之位本來和他無緣，但慕容垂最得意的嫡長子慕容令死於王猛的金刀計，慕容寶憑藉嫡次子的身份力壓慕容農等人成為太子。這慕容寶的能力如何呢？她的繼母成哀皇后段元妃（成昭皇后的堂妹）曾對慕容垂這麼說：“太子姿質雍容，柔而不斷，承平則為仁明之主，處難則非濟世之雄，陛下託之以大業，妾未見克昌之美。遼西、高陽二王，陛下兒之賢者，宜擇一以樹之。趙王麟奸詐負氣，常有輕太子之心，陛下一旦不諱，必有難作。此陛下之家事，宜深圖之。”只不過慕容垂沒聽罷了，但也看出慕容寶的能力不算特別出眾。

北魏這邊拓跋珪聽說燕軍將至，召叢集臣商議對策，長史張袞獻計說：“燕狃於滑臺、長子之捷，竭國之資力以來。有輕我之心。宜羸形以驕之，乃可克也。”拓跋珪聽從張袞的計策，下令轉移所有部落的牲畜和財產，從都城盛樂撤退，西渡黃河，躲避到黃河以西一千多里以外的地方。另一邊拓跋珪又派遣右司馬許謙去向後秦請求援助。如此一來後燕軍長驅直入，一路上也沒遇到魏軍的抵抗，順利地進軍到五原，收降了北魏其他部落的居民三萬多戶並收割雜糧一百多萬斛，在那裡設定了黑城，然後把大軍開進到黃河邊，打造船隻，準備渡河用具。

八月，拓跋珪在黃河南岸整頓自己的軍隊。九月，拓跋珪把軍隊開到黃河邊。慕容寶下令軍隊渡河與北魏交戰，突然狂風大作，把他們的幾十艘戰船刮到黃河南岸泊下，船上三百多全副武裝計程車兵被魏軍俘虜，魏軍把他們全都釋放遣送回去。拓跋珪深知，後燕最厲害的人物還是慕容垂，而此時慕容垂身體抱恙。於是拓跋珪決定拿此做文章，在慕容寶的軍隊到五原後，拓跋珪派人在中山到五原的路上截獲後燕傳送訊息的使者，使得連續幾個月慕容寶大軍無法知悉慕容垂的訊息，隨後拓跋珪又拉上抓來的後燕使者到黃河岸邊喊話：“若父已死，何不早歸！”這使得後燕軍心動盪。接著拓跋珪又派拓跋虔帶領五萬名騎兵駐紮在黃河東岸，派拓跋儀帶領十萬騎兵屯據在黃河北岸，派拓跋遵帶領七萬騎兵堵塞在後燕軍隊的南邊。與此同時後秦的援軍也在楊佛嵩帶領下趕來。

膠著的戰局加上慕容垂已死的謠言，使得後燕軍內部產生了變化，慕容麟的部將慕輿嵩等人認為慕容垂是真的死了，因此圖謀進行叛亂，準備擁立慕容麟為後燕皇帝。然而兵變洩漏，慕輿嵩等人都被慕容寶處死，慕容麟雖然沒有參與兵變，但兄弟兩之間還是產生嫌隙懷疑。十月二十五日，在後燕軍內部互相猜疑，士氣低下戰局沒有進展的情況下，慕容寶選擇撤軍，下令焚燒戰船趁夜撤軍回國。此時黃河上的冰還沒有凍住，慕容寶因此認為魏軍肯定不能渡河追擊，於是偵察部隊都懶得派出。誰知風雲突變，十一月初三日，狂風四起，氣溫急速下降，黃河上的冰很快凍結。拓跋珪連忙帶兵過河，留下軍用物資，挑選了二萬多騎兵的精銳部隊，火速追趕後燕軍。

此時後燕軍隊已經來到參合陂，忽然間大風驟起，塵埃黑天，從燕軍後而鋪天蓋地的捲來。籠罩了燕軍駐地。對於這種怪象，後燕隨軍參謀、沙門支曇猛對此相當警覺，他馬上對慕容寶說：“風氣暴迅，魏兵將至之候，宜遣兵御之。”慕容寶聽後卻不以為然，他認為現在離開北魏軍已經很遠了。支曇猛仍舊堅持請求不停，這就惹怒了慕容麟，他對慕容寶說：“以殿下神武，師徒之盛，足以橫行沙漠，索虜何敢遠來！而曇猛妄言驚眾，當斬以徇！”但支曇猛仍不放棄哭著說：“苻氏以百萬之師，敗於淮南，正由恃眾輕敵，不信天道故也！”支曇猛都這樣了，後燕元老，慕容垂之弟慕容德也勸慕容寶聽信支曇猛的話。叔叔的面子還是要給的，慕容寶這才派慕容麟率領三萬騎兵走在大軍的最後，防備意外發生。慕容麟始終認為支曇猛在胡說八道，所以他只是派騎兵打獵，並不設防。慕容寶這邊也派騎兵向西打探北魏軍隊的動靜，可這些騎兵也是隻走出十幾裡地，便人卸甲、馬解鞍地倒頭睡覺去了。

慕容寶的表現可以理解為能力不足，但慕容麟的表現就很詭異。作為多次領兵深入草原的將領，他深知拓跋珪的能力和威脅，為此還曾勸慕容垂除掉拓跋珪，但此時的他表現得卻像個紈絝子弟，前後判若兩人。其實慕容麟這個人很複雜，他的生母是慕容垂的姬妾，出身低微，慕容垂也不待見這個兒子。慕容垂被迫出逃前秦時，慕容麟在半路上逃回前燕告發其父。其兄慕容令被前燕放逐後，欲偷襲龍城，也是被慕容麟告發，事敗身死。對於這樣一個出賣父兄的兒子，慕容垂雖然沒殺他卻也不喜歡他，但在慕容垂反叛前秦的過程中，慕容麟多次進獻計策，給慕容垂很多啟發，慕容垂這才看中這個兒子，慕容麟也不負重望為後燕建功立業。結合之前慕輿嵩叛亂，慕容寶和慕容麟互生間隙，慕容麟這種消極表現很難不讓人不懷疑他是故意而為之。

後燕這種作死的表現自然給了北魏機會，經過日夜兼程追趕，十一月初九，北魏軍追至參合陂西邊。此時的燕軍在陂東，紮營在蟠羊山南面的河旁。拓跋珪發現後燕軍近在咫尺，連夜部署進軍計劃，各將領分別帶兵，士兵銜枚，戰馬束口，暗暗向燕軍靠近，而慕容寶等人對此全然不知。第二天清晨，魏軍已經全部登上山頭，山腳下的後燕軍準備向東進發時，才發現漫山遍野的敵人，後燕軍頓時亂作一團。拓跋珪下令北魏軍全面出擊，混亂的後燕軍被踩死淹死數以萬計。同時拓跋遵率軍橫阻在逃亡的後燕軍前，後燕軍四五萬人徹底沒了鬥志，放下武器投降了，只有幾千人逃了出去。慕容寶、慕容農、慕容麟、慕容德等人僥倖突圍得以倖免。但慕容紹被殺，慕容倭奴、慕容道成、慕容尹國等文武官員幾千人成為了北魏俘虜。

對於俘虜，拓跋珪將其中可用之才留了下來，其餘的打算全部都發給衣服糧食，放他們回家，希望以此來博得後燕百姓的好感。但拓跋珪手下王建說：“燕眾強盛，今傾國而來，我幸而大捷，不如悉殺之，則其國空虛，取之為易。且獲寇而縱之，無乃不可乎！”儘管拓跋珪對此有所顧慮，可他手下將領贊成王建的建議，於是拓跋珪下令把投降的四五萬後燕軍全部坑殺。

參合陂的慘敗，讓慕容寶深感恥辱，於是請求再次伐魏。慕容德也對慕容垂說：“虜以參合之捷，有輕太子之心，宜及陛下神略以服之，不然，將為後患。” 為了後燕得國運，年近七十有病在身的慕容垂決定御駕親征。他讓慕容隆和慕容盛調集舊都龍城的精兵來到中山，約定次年大舉西征，攻打北魏。太元二十一年（公元396年）三月，慕容垂留下慕容德守衛中山，親自率領大軍再次向北魏進攻。這次慕容寶、慕容農從北路進軍，慕容隆從西路進軍，慕容垂自己親率燕軍秘密出發，鑿開太行山道，出其不意地直逼北魏佔據的平城。

駐守平城的是拓跋虔和他的三萬大軍。慕容垂來到獵嶺，派慕容農、慕容隆率領龍城精兵作為前鋒部隊突襲拓跋虔。拓跋虔素來不注意設防警備，直到燕軍攻到平城，拓跋虔才發覺，倉促之中拓跋虔率領部下出城接戰，龍城精兵是後燕的王牌，一個個奮勇爭先，如下山猛虎，被魏軍頓時招架不住，拓跋虔戰死，殘部全部被後燕收編。拓跋虔之死一下子震動了北魏國內，拓跋珪聽到這個訊息後害怕不已準備逃走，北魏其他部落也因戰局不利都產生二心，一時間拓跋珪不知所措。

慕容垂似乎又要取得勝利了，但當後燕軍來到參合陂時，看到那裡依然屍骸堆積如山，慕容垂於是停下祭奠死難者，一時間軍士們放聲痛哭，聲音響徹山谷。慕容垂見此慘狀，心裡既慚愧又憤怒，慕容垂口吐鮮血，舊疾發作，此後只能乘著馬輿前進，在平城西北三十里休整。慕容寶等人的前軍獲知訊息也只好全部撤退。拓跋珪得到後燕叛卒的訊息，打算追擊燕軍，又聽說平城已經淪陷，就帶著部隊回到陰山。 慕容垂在平城停留了十多天，病情越來越重，在修了座燕昌城後，後燕軍班師回朝，四月初十，慕容垂在回師路過上谷的沮陽的途中因病去世，享年七十。戰無不勝的慕容垂最終敗給了歲月的侵襲，而他的死也預示著新一輪的洗牌即將來臨。