时机成熟了，刘秀在众将领的拥戴下，于河北鄗城（今河北省邢台市柏乡县固城店镇）的千秋亭宣布称帝，建元建武，刘秀以"汉"为国号，表示他旨在复兴汉室。刘秀成了汉世祖光武皇帝。
建武元年（25年）十月，刘秀定都洛阳。此时长安一片混乱，饥荒，大雪，几股力量混战，尸横遍野，无处是安定的。此时的刘秀，首要目标是扫清关东割据势力。
当时，关东一片混战，几股力量互相激战。
其次，是汉军与赤眉军激战。赤眉军撤回长安后，打败了驻扎在附近的汉军邓禹部，两军皆损耗严重。刘秀派冯异代替邓禹指挥西征的汉军。冯异与邓禹联手与敌激战，但却再次败给了赤眉军。冯异弃马逃回营寨，邓禹败走宜阳。不久，冯异率部与赤眉军决战于崤底（今渑池西南），不分胜负，冯异选精兵化妆成赤眉军，伏击赤眉军，赤眉军溃败，有八万余人降汉军。赤眉余部往东南逃窜。此前，刘秀已派破奸将军侯进等进驻新安（今渑池东），派建威大将军耿弇屯兵宜阳（今宜阳西），堵截赤眉军东、南撤军之路。崤底之战后，刘秀亲率大军与耿弇等会合，一同阻击赤眉军。赤眉军饥饿疲惫，士气低落，逃窜中遇上刘秀重兵，而后面又有汉军冯异部追来，此时赤眉军已陷入绝境，十几万兵马在宜阳被迫请降，赤眉军头领向刘秀呈上了从更始帝处抢来的传国玉玺和七尺宝剑。原本声势浩大的赤眉军被刘秀彻底灭了。
再次，是汉军与梁王刘永决战。刘永系西汉梁孝王刘武的八世孙，其家世代为梁王，据梁地，声势浩大。在激战赤眉军时，刘秀事先已派遣虎牙将军盖延东征梁王刘永，更始政乱时，刘永攻下齐阴、山阴、沛、楚、淮阳、汝南等二十八城，与大将军董宪、张歩等联手，在更始政权败亡后，刘永自称天子，在睢阳登基。在赤眉失败之后，刘永对刘秀的威胁是最大的，因为睢阳距洛阳很近，刘秀必须清除刘永这一股势力。后来，据睢阳的刘永被盖延击败，据青州的张歩经过与汉军的惨烈激战，被耿弇击败，刘秀亲征海西王董宪，消灭了董宪，至建武六年（30年）初，刘秀已基本扫清关东的分割势力，巩固了他称帝后所占据的关东根据地。
