更始元年十月，刘玄派刘秀行去河北镇守抚慰州郡豪杰，顺便使他们归顺。刘秀部属人协助下，攻破邯郸击杀割据政权首领王郎，壮大了实力。刘玄不安，加封刘秀萧王，并让他返回长安。
刘秀自然不肯就命，拒不交出军队返回长安，此后，刘秀和刘玄决裂，自立于河北。
更始元年（23年）九月，王莽在长安被杀，新朝覆灭。次年，刘玄进入长安，入居皇宫。但他在长安不理朝政，一味享乐，把大权都交给自己的岳父赵萌，并大肆封赏亲近佞臣，甚至是伙夫仆役厨师等。这使得诸将大臣们怨声载道，百姓也讥笑长安城中是"赵萌政权"，并编歌谣嘲讽"灶下养，中郎将。烂羊胃，骑都尉。烂羊头，关内侯"。
更始二年（24年）十月，起兵于山东地区、主要由贫苦农民组成的赤眉义军见更始政权倒行逆施，不得人心，于是发兵西进，直驱关中。途中，徐宣、樊崇、逄安等赤眉首领拥立高皇帝刘邦十一世孙、城阳景王刘章后裔、故式侯刘萌的第三子刘盆子为上将军（即皇帝，赤眉军淳朴，以为上将军就是最大的官，有如皇帝），建年号建世。
更始二年、建世元年（24年）十二月，赤眉军进入关中。更始三年、建世二年（25年）三月，赤眉军大败更始政权军队于蓩乡。四月，更始政权内讧，刘玄杀功臣申屠建、陈牧、成丹，导致另一功臣王匡投降赤眉军。五月，赤眉军到达长安，开始围城进攻。刘玄坚守数月，终于不支，出城逃跑。九月，赤眉军奉建世帝刘盆子入城，更始政权灭亡。
