刘秀是汉高祖刘邦的九世孙，祖上曾被封为舂陵侯。公元前45年，袭爵的刘仁嫌舂陵潮淫，经汉元帝同意，把族人迁到了南阳郡蔡阳县白水乡。为了表明自己的皇族血统，刘仁仍把新居称为舂陵。刘秀的祖父刘回无爵可袭，只当了个都尉，而刘秀的父亲刘钦则只能当个南顿县令，后来刘钦去世，9岁的刘秀便由当萧县县令的叔父刘良抚养长大。
年轻时的刘秀，处事谨慎，讲信用，喜欢务农，性情温和。后来到京都长安，进入太学学习。此时刘秀也没有什么大志，有一次他在新野见到后来的阴皇后阴丽华，觉得长得漂亮，心中顿生爱慕之情，后来到了长安后，见到执金吾(负责监督、检查京都及附近地区治安的长官)出行时有很多车马随从，声势显赫，就大为感慨地说：“仕宦当作执金吾，娶妻当得阴丽华。”而他大哥刘却性情刚毅，不事家业，刘氏皇族的意识特强，对新莽政权极端不满，破产散财，交结雄俊人物，颇有取天下的野心。当年汉高祖刘邦喜好结交，不事家产，刘邦的二哥刘喜专心治理家业，刘就自比刘邦，以刘喜比刘秀。
新莽末年爆发了农民大起义，刘和刘秀兄弟趁机于公元22年起兵，以重建汉朝为口号，大肆招兵买马。这时，绿林起义军迅速发展到十余万人，但其中派系林立，无法统一号令，为了行动统一，将领们都主张拥立一个刘姓的皇帝，总算是统一了一回。但随后又为皇帝的人选争执不休，因为刘有威望，治军严明，南阳一带的豪杰人物，都认为刘最为合适，而新市、平林军的将领们大都喜欢散漫放纵，担心立了刘不得自由，于是就找到了既无兵权又胆小怕事的刘玄，拥立为“更始皇帝”，造成既成事实，刘和他的拥护者不得不默认。
更始帝刘玄即位后，派王凤、王常、刘秀进攻昆阳(今河南叶县)。他们很快地打下昆阳，接着又打下了临近的郾城(今河南郾城县)和定陵(今河南郾城县西北)。南阳一带的情况使王莽震惊，调兵遣将；很快集结了43万人马，号称百万，命司空王邑与司徒王寻率领前往镇压。王邑、王寻从洛阳出发，旌旗车辆千里不绝。刘秀这边，驻守在昆阳的只有八九千人。有的将领在昆阳城上望见王莽的军队人马众多，怕对付不了，主张放弃昆阳，回到原来的据点去。刘秀非常冷静地向将领们说道：“现在粮草无多，来敌强大。并力抗敌，还有打胜的希望，要是分散，必然被消灭，而且宛城还没攻下，来不了救兵，昆阳一失，一天之内，各军也就全都完蛋。现在怎么不同心同德，共建功名，反而只想看守自己的妻子和财物呢？”将领们觉得刘秀说得有道理，但是又觉得王莽军兵力强大，死守在昆阳也不是个办法。刘秀就决定，由王凤、王常守城，自己和李轶等13人骑马乘夜闯出城南门，召集在外的军队。王莽军没有防备，就给他们冲出了重围。
刘秀到郾县、定陵一带，把那里的军队全部集合起来救援昆阳。将领们舍不得财物，要求留一部分兵力看守。刘秀劝他们说：“现在咱们到昆阳去，把所有的人马集中起来。打败了敌人，可以成大事，立大功。要是死守在这里，敌人打来了，咱们打了败仗，连性命都保不住，还谈得上财物吗？”将领们被刘秀说服了，才带着所有人马跟着刘秀上昆阳来。刘秀亲自带着步兵、骑兵一千多人组织一支先锋部队，赶到昆阳。他们在离王莽军四五里的地方摆开了阵势。王寻、王邑一瞧汉军人少，只派了几千兵士对付。刘秀趁敌军还没有站稳阵脚，先发制人，亲自指挥先锋部队冲杀过去，一连杀了几十个敌人。将领们的士气随之提高，几路人马掩杀过去，杀敌近千人，士气大振，无不以一当百，王寻、王邑被迫后退。刘秀又率领3000敢死队，从城西直冲敌军的中军地带。王邑、王寻十分轻敌，下令军队各守营地，不得移动，只率领一万余人迎战，结果大败。大军不敢援救，王邑被杀。
昆阳城里的王凤、王常见外打了胜仗，就打开城门冲了出去，两下夹攻，王莽军队四处奔逃，相互践踏，伏尸百里，水为不流，王寻带着剩下来的几千人逃回洛阳，刘秀缴获的军实辎重，不计其数，用了一月的时间没有收拾完毕。
昆阳一战，敲响了王莽政权的丧钟，刘刘秀也因此声名鹊起。王莽为之坐立不安，忧愤不食。海内豪杰蜂拥而起，杀掉州郡官吏自称将军，接受更始皇帝的年号，等待诏命。
正当此时，新市、平林军的将领们看到刘、刘秀兄弟的威名日益大起来，心中不安，劝刘玄除掉他们，甚至连本来与刘兄弟关系密切的李轶也转脸事新贵。刘玄自然感觉到刘兄弟是榻旁之虎，于是，刘玄准备杀刘和刘秀。刘玄弄了个鸿门宴，准备杀掉刘，但这个刘玄也许想做当年的项羽吧，放了刘。不过刘玄并非项羽，他不过是因胆怯没有下手。刘总算逃过一劫，但不久后，他手下就把他带进了阴曹地府。这个手下是刘稷，倒有些匹夫之勇，听说刘玄想杀刘，便破口大骂。他的话很快传到刘玄那里。刘玄就把这个有勇无谋的笨蛋将军给抓了起来，刘前去说情，也被刘玄抓起来，与刘稷一同杀了。
按常理，刘秀肯定不会饶过刘玄，一定要找他算账，以报杀兄之仇。但是，刘秀自己有自己的考虑。他非但没有找刘玄算账，还赶紧跑到宛城请罪，面见刘玄，仍然是和颜悦色，压根儿就不主动提长兄被杀一事。他孝服不穿，丧事不办，言谈饮食犹如平时。而刘秀每当独居，总是不喝酒、不吃肉，以此寄托哀伤。身边的人发现他枕席上有哭泣的泪痕，叩头劝他自宽，他却否认说：“没有的事，你不要胡说。”
刘秀如果他不能克制，质问刘玄，很可能就被杀害，与其兄一样下场，那还有什么宏图大志可言。况且自己也是有功之臣。在昆阳大战中，他率十三骑突围求援，建立奇功。刘秀如果述说一下光荣历史，或许会讨好刘玄，增强他对自己的相信度。但刘秀却只字不提，自有他的高招。刘玄见刘秀没有反对他的意思，有些惭愧，拜他为破虏大将军，封武信侯。
公元23年，刘玄的军队相继拿下了长安和洛阳。刘玄打算以洛阳为皇都，命刘秀前往修整宫府。刘秀到任，安排僚属，下达文书，从工作秩序到官吏的装束服饰，全都恢复汉朝旧制。当时关中一带的官员赶来洛阳迎接皇帝刘玄去长安，见大红大绿，胡穿一气的刘玄将领们感到滑稽可笑，而见到刘秀的僚属却肃然起敬。一些老官员流着泪说：“没想到今天又看到了汉朝官员的威仪！”
