刘秀听闻兄长被害后，强忍悲痛，选择忍辱负重韬光养晦。

他从驻地父城赶往宛城，向刘玄谢罪，不敢为刘演服丧，也不夸耀自己在昆阳之战中的功劳，饮食谈笑一如往常。

刘秀的表现令刘玄感到愧疚，减轻了对他的戒备，不久后，刘秀被任命为破虏大将军，封武信侯。

随后，刘秀迎娶了南阳新野豪门之女阴丽华。

更始元年（公元23年）九月，长安三辅豪杰联手杀了王莽，并把他的脑袋送到宛城。

刘玄派刘秀代理司隶校尉的职务，先行到洛阳整修皇宫官府，十月，刘玄移都洛阳。

之后，刘秀被派往河北，以“破虏大将军行大司马事”的名义平定河北，镇抚州郡：

刘秀在河北期间，以废除王莽苛政、释放囚犯、广布恩惠，恢复汉室制度为号召，取得了当地官僚、地主的支持。

更始二年（公元24年）四月，刘秀消灭了在邯郸称帝的割据势力王郎。

刘秀势力的壮大令刘玄深感不安，派侍御史持符节立刘秀为萧王，并命令他罢兵返回长安，刘秀以河北尚未平定为由拒绝。

之后，刘秀镇压并收编了以铜马为首的一百多万农民起义军，军事力量逐渐壮大，被关西百姓称为“铜马帝”。

为促成和真定王刘杨的联盟，刘秀迎娶了刘杨的外甥女郭圣通。

更始二年秋冬之际，刘秀击败农民军青犊军后，趁机攻占了更始政权控制的河内地区。

十二月，赤眉军主力进军关中，刘秀预估赤眉军会攻破长安，便命令邓禹分兵进军关中，攻占河东，进逼长安。

建武元年（公元25年）六月，刘秀在河北鄗城（今河北省柏乡县北）称帝，东汉王朝正式建立。

随后刘秀挥师南下进攻洛阳，洛阳城内的朱鲔守军恐慌。

刘秀派曾在朱鲔手下担任过校尉的岑彭劝说朱鲔投降，朱鲔虽为更始政权中杀害刘演的主谋，但在刘秀表示不计前嫌后顺利投降，刘秀任命其为平狄将军，封扶沟侯。同年十月，刘秀移都洛阳。

刘秀称帝后，着力于统一全国的战争：