刘秀在郾县、定陵一带招集了一部分义军，为鼓舞各路义军的斗志，刘秀向他们分析了昆阳之战的重要性，对他们说：“今若破敌，不仅可得万倍财富，大业也将成就；如果昆阳为敌破，我们将死无葬身之地！”在义军来到昆阳前线后，刘秀身先士卒，率千余敢死队杀入敌阵，对刘秀的这一无畏之举，诸将领都十分惊讶地说：“刘将军平日见小敌怯，今日却是如此英勇，真是怪了！”在刘秀的影响下，起义军里应外合，终取得了最后的胜利。昆阳之战，不仅消灭了王莽军队的主力，为义军的最后胜利奠定了基础；同时也奠定了刘秀在起义军的地位。后人评论说：“昆阳之战使刘秀威震天下，王业之兴肇于此矣。”
和昆阳大捷取得的同时，刘纟寅也攻克了宛城，刘纟寅兄弟的成功，是对无功而居帝位的刘玄的威胁。在立帝之初，刘纟寅就应当是立帝的第一候选人，但因没有得到绿林军首领的支持而没能如愿。对此，刘纟寅的部将曾公开扬言：“本起图大事者，伯升兄弟也，今更始何为者邪？”面对刘纟寅兄弟影响力的不断扩大，刘玄的部将劝其杀掉刘纟寅兄弟的人就越来越多。一次在诸将聚会时，刘玄见刘纟寅所佩的宝剑与众不同，便取过来观看，绣衣御史申屠建见状，马上献上一块玉玦，玦者，决也，暗示刘玄杀掉刘纟寅，但最终刘玄还是把宝剑还给了刘纟寅。攻占宛城后，刘纟寅因其对更始政权定都宛城功劳很大，便经常对刘玄的一些言行进行“谏止”，使更始帝最终充分认识到了刘纟寅的威胁，而下令把刘纟寅给杀了。
当刘纟寅被杀的消息传来时，刘秀正在父城（今河南平顶山西北）。面对兄长被杀，众人认为刘秀一定会起兵为刘纟寅报仇。可刘秀认真、冷静地分析了形势，认为现在是消灭王莽政权的关键时刻，不能因义军的内讧而给王莽以喘息之机；同时，自己现在也还没有足够的实力与刘玄公开对立。因此，刘秀特地从父城来宛，向刘玄请罪，深深指责自己没有及时劝阻刘纟寅的过失。回到住处，刘秀也是“深引过而已”，饮食言笑一如平常。这中间，刘秀的确表现了惊人的克制力。刘秀的韬晦之计，果然是骗过了刘玄等人，刘玄也问心有愧，特意封刘秀为武信侯、任为破虏大将军。
但刘秀的内心世界还是被一个人看破了，这就是冯异。冯异是刘秀攻打父城时抓到的俘虏，原是王莽的郡掾。尽管刘秀在攻打父城中多次因冯异固守而没有如愿，但当听说冯异很有才能时，还是以很宽容、热情的态度召见了冯异，并留在身边，作为谋士。冯异见刘秀在极度的悲痛中强行压抑着自己的真实感情，也知道他这样做的原因，便对刘秀说：“更始诸部将专横暴虐，四出掳掠，百姓已完全失望。此时如能分遣官属，循行郡县，清理民瘼（mò），施行恩泽，必能成大功。”冯异的这一寻机脱离更始，在发展中争取民心，待时机成熟，另树旗帜的建议启发了刘秀。
更始政权攻下洛阳后，刘玄想移都洛阳，因此命刘秀为司隶校尉，先到洛阳整修官府。刘秀于是设置属吏，用正式公文通知所属郡县，处理政务完全按照汉的旧制。当宫殿修好后，刘玄来洛阳时，洛阳地区的官民们，见刘玄的将领们有的用布包头、有的穿着女人的衣服，都暗自讥笑。但看到刘秀及属吏时，都高兴的不能自制，年龄大的人老泪纵横地说：“想不到今生还能再看到汉朝官员威武的仪表！”从此，都归心于刘秀。
刘玄移都洛阳后，想派一大将巡行河北，在刘赐的一再建议下，刘玄任命刘秀为代理大司马，手秉旄节，北渡黄河，安抚慰问各州郡。
刘秀于公元23年10月的奉节渡河，使他终于脱离了牢笼，开始独立地发展自己的势力。当时流传着这样一首民谣：“谐不谐，在赤眉；得不得，在河北。”前半句是分析了当时赤眉军在力量对比中的重要地位，而后半句则是说明了河北地区的重要性，河北地区饶沃膏腴，人民殷富，是当时经济中心之一。据有河北，就可控制中原，定天下大向。特别是河北的中心城市邯郸，北通燕涿，南邻郑、卫，历来就是河北的战略重镇，是决定河北战局胜败的关键。
进入河北后，刘秀对所经的郡县，考察官吏政绩，公平审理诉讼刑狱，废除王莽的残酷政令，恢复汉朝制度。使刘秀每到一处，都引起官民一片欢腾。人们争前恐后地箪食壶浆，迎候、慰劳刘秀，刘秀均是一一谢绝。
当刘秀进入河北，来到邺城（今河南临漳西），遇到了不远千里，一路追赶而来的邓禹。邓禹是南阳新野人，是刘秀在长安游学时的同学，也是南阳的一个名士。更始政权建立后，有人就向刘玄推荐邓禹，刘玄也希望邓禹能做自己的谋士，但被邓禹拒绝了。但当听到刘秀巡行河北的消息后，邓禹便一路尾追而来。刘秀在他方遇到老同学，当然是高兴异常，便开玩笑地说：“我现在已经有了封官授爵的权力了，先生这么远前来，是不是想谋个一官半职呢？”邓禹也笑着但是认真地说：“要我当官我是不愿意，只是愿阁下的恩德和威望普照四海，我能在您的属下尽一尺一寸之力，使我的声名记载于史册之上。”当天晚上，刘秀和邓禹长谈了一夜，邓禹为刘秀分析说：“现在崤山以东还没有完全平定，赤眉等各支义军所属人马都是数以万计。刘玄不过是一个平常的人物，而且又不理政事，所有将领都是庸碌之辈，是靠着机运才爬到高位。他们的目的在于发财、卖弄权势、从早到晚自我快乐罢了。他们没有忠诚正直，没有聪明智慧，没有深思熟虑，没有远大目光，更没有定邦安国的志向。观察古代圣明君主的兴起，不过两个条件：天时和人事。现在从天时来看，刘玄即位后，天象变异更多。从人事来看，帝王大业绝对不是一个平凡人物所能胜任的。土崩瓦解的形势，至为明显。阁下虽然建立辅佐的功勋，还恐怕到时没有立足之地。何况您一向具有盛大的德能功勋，受到天下人的向往和敬佩。无论是带兵或从政，纪律严明，赏罚公正。当今之计，不如招揽英雄，收回民心，创立高祖当年的功业，拯救万民的生命。以阁下的远虑。天下不难统一。”和邓禹的这一夜长谈，更加坚定了刘秀立足河北，面向中原，统一全国，复高祖之业的决心。
公元23年12月，邯郸人王郎也在邯郸称帝，占据了河北的大部分地区。王郎也知道，要使自己的帝位巩固，必须首先铲除正在河北发展势力的刘秀。因此发布檄文：捉到刘秀者，封十万户。王郎的突起，的确给刘秀带来了很大的麻烦。在公元23年年底到公元24年年初的这段时间，刘秀一直是处在王郎的追击下，疲于奔命，几次陷入绝境。其中一次刘秀被追到曲阳（今河北晋县），被滹沱河挡住了去路，前往河边了解情况的人回来报告说：“河水刚刚解冻，河上全是浮冰，又没有船只，不可能渡河的。”面对即将赶到的追兵，形势的确是万分危急，刘秀又叫王霸再去察看。王霸心想现在已是无路可走，不如到河边，将士们见无路可退，倒可能置之死地而后生，便回报刘秀说：“河上冰很厚，完全可以过河。”等到大队人马到河边时，只见刚才还是波涛夹着浮冰的滹沱河，现在已全部结冰了，刘秀一行赶紧渡河，待还剩下几匹马时，冰又化解了，一场危机度过了。
在此后的几个月时间里，刘秀以其严明的军纪，复汉室的号召，逐渐联合了河北的一些义军，并通过娶郭圣通为妻的这场政治联姻，取得郭氏的舅舅、拥有十几万众的刘扬的支持，使刘秀实力大大增加。
公元24年5月，刘秀终于攻占了邯郸，杀死了王郎。王郎死后，刘秀在王郎宫中搜查到了几千封自己的部属写给王郎的效忠信。刘秀看也不看，下令召集全体将领当着他们的面，把所有信件付之以炬，平静地说了句：“让那些辗转反侧的人睡一个安心觉吧。”刘秀此举，使那些曾有过二心的人，从此以后死心塌地地追随刘秀。
王郎被杀后，刘秀经略河北的最大障碍除去了，在此后一年多的时间，他或镇压、或招降，巧妙地运用镇压和怀柔的两手，消灭了河北地区的数十万义军，基本上控制了河北地区。
河北统一后，刘秀的部下就劝刘秀称帝，将军马武甚至说道：“大王您虽然谦恭退让，但国家宗庙社稷托付给谁呢？最好的办法是您先即帝位，然后再讨论征伐的事。像现在这样名号不正，东闯西杀，到底谁是贼、谁是盗呢？”虽然是部下们一再请求，但都被刘秀拒绝了。刘秀不是不想称帝，也不是认为自己的实力不足以称帝。而是在等待一个成熟的时机，等待能够代表天意的东西出现。
公元25年6月，刘秀来到鄗县（今河北柏乡北）。他找来冯异，问他各地的军情。冯异明白刘秀的意思，知道刘秀认为称帝的时机已是成熟。便对刘秀说：“更始必败无疑，宗庙社稷现全系在您的身上。愿您能接受大家的建议，称帝，匡复汉室。”这时，刘秀的老同学，儒生强华也从关中赶来求见，并为刘秀带来了《赤伏符》，符上写道：“刘秀发兵捕不道，四夷云集龙斗野，四七之际火为主。”《赤伏符》是说，到现在从高祖建汉起已是228年了，以火为德的汉当重新建立了。至此，天时、地利、人和三条件都具备了，刘秀便于公元25年6月22日在鄗南郊即皇帝，改元建武。刘秀就是历史上的光武帝。10月，攻克洛阳后，定都洛阳。因洛阳在长安的东面，所以历史上把刘秀重建的汉王朝称之为东汉王朝。
刘秀称帝后，便开始了统一全国的努力，公元27年（光武建武三年）闰正月消灭了赤眉军，此后又次第平定了渔阳的彭宠、秦郡的秦丰、梁地的刘永、齐地的张步、庐江的李宪、天水的隗嚣、巴蜀的公孙述、五原的卢芳。到公元40年（光武建武十六年）重新统一了全国。
