当时昆阳城内的守军仅有9000多人，因为兵力相差太大，许多人都主张弃城逃跑。危急时刻，刘秀说服诸将固守，并亲率13名骑兵乘夜出城赶往陵县和郾县等地调集援兵。随后刘秀率领这一万援兵来救昆阳。他先是亲率千余精锐为前锋，反复猛冲，斩杀王莽军千余人，汉军士气大振。随后又以勇士三千人，迂回到敌军的侧后，偷袭大本营，最终王寻在乱军之中战死。主将一死，王莽军大乱，纷纷夺路逃命，加上天降大雨，滍水暴涨，许多人在渡河时被淹死。新朝号称百万大军的主力覆灭于昆阳城下，三辅震动，新莽政权土崩瓦解。
随着势力和影响力的扩大，刘秀最终和绿林军反目，并于公元25年在河北鄗城称帝。为表重兴汉室之意，刘秀建国仍然使用"汉"的国号，史称东汉。刘秀称帝后善待功臣，勤于政事，注重与民休息，社会经济很快得到恢复，创造了光武中兴的局面。公元57年刘秀病逝，遗诏说："我无益于百姓，后事都照孝文皇帝制度，务必俭省。刺史、二千石长吏都不要离开自己所在的城邑，不要派官员或通过驿传邮寄唁函吊唁。"。身为一国之君，临终前还对百姓念念不忘，刘秀的这番遗言实在令人感动，有人也因此把他称为千古一帝。
