这样，更始政权粗具国家体制，可以与长安的王莽新朝分庭抗礼了。
《后汉书》记载他登基时“羞愧流汗，举手不能言”。没有一点皇帝之威和自豪感，反而战战兢兢，可见一开始就是傀儡。“由是豪杰失望，多不服”。但也由此埋下了刘玄等人嫉恨刘縯的种子。
更始政权建立后，分兵三路出击，刘縯攻宛城；刘秀、王凤、王常北上攻颍川、昆阳、定陵、郾；平林军攻新野。5月，刘縯打下了宛城。而刘秀的北路军也很快席卷了昆阳（今河南叶县）、定陵（今河南舞阳北）、郾县（今河南郾城南）等四郡，得到牛马财物无数，谷数10万斛，运至宛城。而平林部攻新野，久不能下。新野县宰登城高呼：“得司徒刘公一信，愿先下。”表示只要刘縯来，他就投降。刘縯来到新野后，郡宰立马投降。刘縯的威名由此可见一斑。
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昆阳大战
王莽于是再征召42万大军，命令大司空王邑、司徒王寻前往南阳镇压。他甚至把上林苑中饲养的虎、豹、犀、象等动物驱赶南下，想以声势吓人。并且将一个高过丈余，腰有十围的凶壮巨人名叫巨毋霸的大力士，改名为“巨母霸”，封为垒尉，即防守堡垒之人，派上战场。表面看来，确实声势煊赫，王莽遂把这支部队命名为“虎牙五威兵”，号称100万。于公元23年夏季，南下与严尤、陈茂会合。
王莽的百万大军经过颍川郡时，“旗帜蔽野，埃尘连天，钲鼓之声闻数百里。”正好与刘秀所带的在昆阳北边阳关聚（今河南禹县西北）巡查的几千人遭遇。汉军见新莽军太盛，不待命令就争相逃命。当时北伐军总共才有2万人，且分散在所占领的四郡。一时集中不起来，即使集中起来，也会被这百万雄师碾为齑沫。刘秀等人哪敢正面与之交锋，没办法，也就跟随众人退回昆阳据城死守。汉军将士们无不内心怯懦，惊魂未定，皆言不可抵挡，商量着逃跑的办法，士气低沉如暮云。刘秀这时显露出了他临危不惧的英雄本色，他说昆阳是军事重镇，不能丢。现在敌强我弱，逃也免不了一死；唯有拼死一战，或有胜机。但因刘秀资历浅，在更始诸将领中威望不够，认为他“素日小敌怯，何来大敌勇？”所以没有多少人信服。刘秀表示，愿身先士卒，杀出重围，去郾城、定陵搬兵。他只要王凤、王常等人死守昆阳就行，等待援军。当时昆阳守军只有###千人，刘秀遂带着骠骑大将军宗佻﹑五威将军李轶、偏将军邓晨等13名心腹骑兵，由南门乘黑夜杀出。
新莽将领王邑很轻视汉军，并不把这十几匹人马放在心上，认为是逃兵而已；而更始将领王凤则认为这十几匹马，要想冲过新莽的阵营，那也简直就是神话。因此，就在昆阳被重重包围的情形下，决定投降。但王邑拒绝了，他说：“百万雄兵，所过当灭，今日屠此城，以血砺刃，岂不快哉！”决心屠城立威，因此不肯接受王凤的投降。王凤顿成哀兵，唯有死守。昆阳城坚，王邑一时攻取不下，形成僵局。
刘秀到郾城、定陵一带游说，郾城、定陵两县都是舂陵子弟兵，义气千秋，甘愿同生共死。因此他先带回来1000多人组成先头部队，回兵救昆阳。王邑自恃兵力雄厚，骄妄轻敌，“意气甚逸”，又自以为是，和王莽一样，都是“腐儒”角色，迷信“声威”之类虚的东西，并不把这股小部队太当回事，仅派几千人的巡逻队阻挡刘秀。刘秀一改平日儒雅的形象，表现出大无畏的英雄主义气概，冲锋陷阵，来回冲杀，接连斩杀几十个新莽兵。军威大振，更始将领赞叹道：“偏将军是见小敌怯、见大敌勇！甚可怪也，且复居前。请助将军！”于是纷纷忘死，杀向敌阵。就这样，刘秀首战告捷。
刘秀不但勇猛，而且极有智谋，他写了一封宛城已派大军增援昆阳的书信，不日即可抵达，在送往昆阳途中，故意丢弃于地。王邑军捡到后争相传看，王邑得知后大惊，加之新败，军心遂如秋草遇霜一样，立时摇落。
而刘秀由于首战告捷，个个意气昂扬，恨不再战。于是刘秀又在陆续赶来的援军中，挑选精壮，组成一支3000人的敢死队，如狼嚎叫似的向王邑的大本营猛冲。新莽军本就是征召来的各地郡兵，斗志不强，又新败怯敌，恐惧像瘟疫一样蔓延。王邑又担心州郡兵失去控制，遂下令各营坚守阵地，不准擅自出兵。这等于自捆手脚，只能陷入被动挨打的境地，因此双方刚一交锋，阵脚即乱，那些虎、豹、犀、象，首先伤了自己人，又不像训练场上可以收拢。不多时，司徒王寻就死于乱军之中，副帅一死，士气顿挫。而坚守昆阳城内的王凤守军，趁机杀出城外，夹击王邑军。王邑腹背受敌，加之此时天助刘秀，风狂雨骤，滍川盛溢，王邑军惊恐，争着逃命，互相践踏，溺死者不计其数，浮尸百里，水为之塞。王邑﹑严尤﹑陈茂轻骑踏着死尸渡水而去，一口气跑了上百里才停下。王邑回到洛阳只剩下长安勇敢数千人。百万雄师就这样一败涂地，王莽的主力遂告覆没。汉军则战果辉煌，尽获武器辎重。
昆阳之战，遂成为中国古代战争史上以少胜多、以弱胜强的绝妙战例。
刘秀一战成名，与其兄刘縯成为汉军双壁。
从此，王莽再也没有能力和更始抗衡了。各地豪杰闻讯后纷纷树立反莽大旗，撞响了新莽王朝彻底覆灭的丧钟。
刘縯之死
刘縯破宛城和刘秀昆阳之战大捷，使兄弟二人威名大盛，正所谓功高震主也。刘秀此人不事张扬，回到南阳后，很低调，除热热闹闹地娶了心仪中的美人阴丽华外，几乎不提在北方的胜利；而刘縯则不同，才能外露，性情刚毅，为部下所拥戴，但也使下江、新市、平林军将领们心中不安，更为更始大臣特别是朱鲔、李轶所妒。
刘秀有察人之明，劝他防备李轶其人，说他“亦素好事”；“不可复信。”刘縯不听，还把妹妹刘伯姬嫁给李轶的兄长李通为妻，以消解前怨。但李轶早已“谄事更始贵将”，表面上与刘秀兄弟亲近，暗地里却与朱鲔一起策划着谋害刘縯的阴谋。
此时，在北方赤眉、南方绿林军的连续打击下，王莽政权仅剩下洛阳、长安两座孤城。推翻新朝已是指日可待了。更始帝乃分东西两路大军，东攻洛阳和西进长安，刘秀与王匡带东路军攻打洛阳。刘秀一路攻城略地，进展顺利，连下河南﹑陈留﹑颍川21县，但在进攻父城县时，由于把守父城县的颍川郡掾冯异深得人心，刘秀遇到挫折，久攻不下。不巧冯异出城巡视时，落入汉兵的陷阱。而冯异的堂兄冯孝和同郡名士丁綝、吕晏等都在刘秀营中效力，其母也在颍川城内，得到刘秀供养，遂劝冯异降汉。冯异说：“有老母之命，愿劝降所辖五城。”刘秀知其为信义之人。乃放冯异回去，冯异以其威信，劝降洛阳以东州县，尽降刘秀。不料在此关键时刻，刘秀却匆匆忙忙地赶回宛城去了。
原来，在南阳的刘縯部将刘稷，对庸碌的刘玄被立为皇帝，早就心存不满，又见刘縯遭人嫉恨，非常愤怒，说：“本起兵图大事者，伯升兄弟也，今更始何为者耶？”意思是说，我提头打天下，是为刘秀兄弟；要是为更始，我怎会如此用命？
这话被李轶汇报给了朱鲔。
刘玄就故意封刘稷为“抗威将军”，刘稷表示，“士可杀不可辱！”对这一具有侮辱性的封号决不接受。更始帝遂以谋反的罪名逮捕了刘稷。刘縯知道后，直言犯谏，甚至在朝堂上与更始诸将吵了起来，李轶、朱鲔趁机进谗言，更始本来就畏惧刘縯，有刘縯在，他无时无刻不感到如芒在背，因此，就在当天以抗旨之罪，一并诛杀了刘縯和刘稷。
刘秀得知哥哥被杀，强忍悲愤，匆忙回南阳向刘玄请罪，以解除他的疑惧。
刘秀回南阳后，对人谦恭，行事低调，且不为哥哥服丧。刘縯的部属来吊唁，刘秀也不与他们交谈，唯自责而已，刘縯部属大为失望，纷纷离他而去；加之刘秀性情儒雅，为人谦和，刘玄便认为他对自己构不成威胁，又看到刘秀如此效忠自己，就有些过意不去，于是拜他为破虏大将军，封武信侯。刘秀的韬光养晦之术，终于成功。
此时，两路大军进展神速，东路军很快攻下洛阳，西路军也迅速攻克武关，直取长安。
更始元年（23年）9月，王莽被杀，头颅被传到宛城悬门示众。
王莽既死，刘玄命令到洛阳建都。因为刘秀在长安学过《尚书》，懂得礼仪规矩，刘玄就派刘秀先行进驻洛阳，任司隶校尉。刘秀安排夫人阴丽华回新野后，路过父城时，除刘秀谁也不降的冯异，开门奉牛纳酒迎接。在此之前，冯异已十多次打退路过的更始诸将的进攻，单等刘秀。刘秀遂任命冯异为主簿，分管文书档案、州郡舆图等，称赞他为汉初的萧何。同时任命冯异举荐的苗萌、铫期、叔寿、段建、左隆等为掾史，组成自己的核心班子。
更始帝来到洛阳之后，长安三辅（京兆﹑左冯翊﹑右扶风）官吏，都到洛阳迎接，看到更始诸将“皆冠帻，而服妇人衣，诸于绣镼”，就是说他们戴着古代贱者的帽子，束简易的头发，穿妇人的衣服，又露出半条胳膊。无不嗤笑，认为成不了气候。而看到刘秀官属经过时，一个个衣冠楚楚，仪表堂堂。那些曾经穿过汉家官服的汉室旧臣，无不激动得流下热泪，说：“不复见汉官威仪久矣”，由是“识者皆属心焉”，“贤者蚁附”（《东观汉记》）。显然，刘秀已经赢得了足够的声望，而声望就是一种软实力，它甚至比硬实力还要有力量。
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北循河北（1）
汉室恢复，天下传檄而定，人们对更始帝都抱着一线希望，连赤眉军的一些将领也归顺了更始。而河北一带的豪强武装，还首鼠两端，因此，朝廷上急需派一位能干的大臣，前去河北说服他们归顺更始。刘秀认为，刘玄身边庸才缠绕，自己在更始朝廷，不但发挥不了才能，说不定哪一天哥哥的悲剧就会在自己身上重演。而到河北去是远祸的机会，也可以就此独立发展。于是就求叔叔刘赐帮忙，刘赐时为更始帝宰相，曾为刘玄复仇，刘玄对他心怀感激。刘赐就向刘玄建议：派刘秀徇行河北。因在刘家子弟中，“独有文叔可用”。但大司马朱鲔等诸将反对，说一旦放行，等于龙归大海，虎啸深山，对刘秀将难以节制。刘玄狐疑不决。但入河北等同于深入险地，除了皇帝所赐的节旄，并无兵权，没人愿去。在左丞相曹竟的关说下，更始帝才任命刘秀为破虏将军、代行大司马职。
刘秀持节北徇河北，虽然手中没有军队，但有代行大司马事的朝廷授权，权力也相当大，可以代表朝廷任命二千石以下的地方官员，也有专行诛杀之权。而刘秀在更始朝所建立的声望，此时发挥了作用，人们对更始朝廷越失望，对刘秀寄望越厚。刘秀到河北镇慰州郡，所到部县，立即召见二千石﹑长吏﹑三老﹑官属，下至佐史，考察黜陟，封赏将领，任命郡太守，宣布去除王莽苛政，恢复汉官名。吏民皆喜，加之河北百姓思汉，因此争持牛酒迎劳。很快就在他周围，聚集了不少英雄豪杰。河北接近胡地，�