掃平關東
參見：東漢統一關東之戰、漳水之戰、睢陽之戰、湖縣之戰、崤底之戰、宜陽之戰、黎丘之戰
攻滅劉永
建武二年(26年)春，劉秀命大將蓋延率軍五萬進擊直接威脅洛陽的劉永集團。蓋延兵分兩路，夾擊進圍劉永於睢陽(河南商丘南)。數月後睢陽城破，劉永逃奔譙縣(今安徽亳縣)。漢軍乘勝追擊，奪佔沛、楚、臨淮等三郡國(約今河南周口、商丘，江蘇徐州，安徽阜陽、宿縣地區)大部，並擊破了劉永部將蘇茂等人所率的三萬救兵。
建武三年(27年)，劉永再次佔據睢陽，劉秀命大司馬吳漢及蓋延再擊劉永，圍城百日，劉永糧盡突圍，被部將所殺。建武五年(29年)，漢軍全殲劉永餘部於垂惠(今安徽蒙城)，從而消滅了關東地區的最大割據勢力，解除了對京師洛陽的最大威脅。
消滅張步
建武二年(26年)，劉秀遣太中大夫伏隆到青州、徐州招撫張步歸屬。建武三年(27年)，光武帝再派升進光祿大夫的伏隆任命張步爲東萊太守。而劉永封張步爲齊王，張步請東漢朝廷封他王他就投降。伏隆說高祖劉邦的“白馬之約”非劉氏莫王，張步殺害伏隆，稱齊王，歸屬劉永。
同年，劉永戰死，張步想擁立劉紆和劉永一樣爲天子，自號定漢公。但是，張步幕僚王閎說因爲劉永尊奉更始帝，故山東官民服從於他，如果擁立他的兒子爲天子，齊人多謀多疑，將招來衆人之疑，張步便放棄了這個動作。本來劉永已自稱天子，劉紆作爲後繼當然也是天子，但王閎判斷劉紆比劉永更缺少人望，且經驗不足，劉紆不敢貿然稱帝。
建武五年(29年)十月，漢建威大將軍耿弇討伐張步，祝阿、臨淄之戰開啓。耿弇在歷下(濟南郡歷城縣)斬殺張步部將費邑，進軍臨淄縣(齊郡)。張步求救於盟友蘇茂的援軍，他以爲耿弇兵寡遠來應該疲勞，所以單獨先制攻擊。結果慘敗，張步敗走劇縣，光武帝親率軍隊進擊，張步逃往北海郡的平壽。蘇茂責備張步不應貿然出戰。光武帝派遣使者對張步、蘇茂說誰要是殺了對方投降，就封誰爲列侯。張步殺害蘇茂，獻首級而降。光武帝封張步爲安丘侯，其一族遷至洛陽。
建武八年(32年)，張步與妻、子逃到臨淮郡，與弟弟張弘、張藍共出海上，糾集部下意圖東山再起，琅邪太守陳俊追擊張步殘部，最後把他們全部誅殺。
攻滅秦豐
建武三年(27年)七月，漢徵南大將軍岑彭進攻黎丘鄉，秦豐部將蔡宏在南陽郡鄧縣據守，漢軍數月不得進軍。岑彭捕虜秦豐軍逃兵，命他們散佈岑彭西攻南陽郡山都的消息。秦豐引軍西向，岑彭東向阿頭山(南郡襄陽縣)擊破守備在此的秦豐部將張楊，急襲黎丘，擊破周邊部隊。慌忙引返的秦豐夜襲岑彭失敗，蔡宏大敗陣亡，相趙京獻南郡宜城降漢。
同年末、秦豐部將張成，與從漢中郡逃到南陽的延岑，在南陽郡育陽縣東陽聚，與漢軍交戰。張成戰死，延岑逃至秦豐處。當時羣雄之一、以南郡夷陵根據地的田戎救援黎丘，岑彭擊敗他，田戎逃歸夷陵。在此時前後，秦豐招延岑、田戎做了女婿。
建武四年(28年)二月，秦豐派延岑攻擊南陽郡順陽，漢右將軍鄧禹打敗了他，延岑逃至漢中。同年十一月，光武帝見秦豐弱化，命建義大將軍朱祜代岑彭包圍黎丘，岑彭討伐田戎。建武五年(29年)，劉秀親征黎丘，勸降秦豐，秦豐不肯投降。劉秀命朱祜繼續討伐，自己回洛陽。朱祜盡力攻打黎丘，秦豐繼續抵抗。六月，城內困窮，秦豐引母、妻子九人肉袒而降。秦豐被囚車押送致洛陽，被處死。
擊敗鄧奉、董沂
劉秀在以優勢兵力進擊劉永集團的同時，也派軍隊進攻睢陽(今河南新野北)的鄧奉和堵鄉(今河南方城)的董沂。
建武三年(27年)三月，漢軍岑彭部迫降董沂，擊殺鄧奉。爾後漢軍消滅南陽劉玄餘部，進擊秦豐。秦豐堅守黎丘(今湖北宜城西北)，被困兩年才投降。在這期間，佔據夷陵的田戎曾率兵援救秦豐，但被岑彭擊敗，漢軍攻佔夷陵，使之成爲日後西進的戰略要地。
平定東海
親征董憲
參見：桃城之戰
建武三年(27年)六月，劉秀親征東海郡(今山東郯城)董憲，將其大破於昌慮(今山東棗莊西)，董憲退保郯(今山東郯城北)。漢軍吳漢部跟蹤追擊，於同年八月攻下郯城，全殲董憲主力，董憲逃往朐(今江蘇連雲港南)。
建武六年(30年)正月，吳漢破朐，擊殺董憲。
攻滅李憲
建武三年(27年)，李憲自稱天子，置公卿百官，支配下九城，擁十餘萬軍勢。建武四年(28年)秋，光武帝劉秀親征壽春(九江郡)，派遣揚武將軍馬成討伐李憲，包圍他的駐地舒城(盧江郡)。圍城戰持續一年以上，建武六年(30年)正月，舒城陷落。李憲逃走，途中被部下帛意所殺。李憲一族，全部被誅殺。
統一燕薊
參見：河北之戰
在基本平定了南方地區後，劉秀採取“北守東攻”的戰略方針。在派遣耿弇、朱祐等入河北，向漁陽彭寵施加軍事壓力的同時，集中優勢兵力進攻東方割據勢力。建武五年(29年)二月，彭寵在漢軍進攻面前，節節敗退，結果引起內部分化，部將殺死彭寵，漢軍遂佔領漁陽，統一了燕薊地區。
鎮壓赤眉
在從事關東統一之戰的同時，劉秀也展開了鎮壓赤眉農民起義軍的行動。早在綠林軍攻佔洛陽的時候，赤眉軍的勢力也進入了中原地區。其首領不滿於更始政權所爲，另立一幟，與以綠林軍爲主體的更始政權相抗衡。建武元年(25年)九月，赤眉軍攻入長安，推翻了更始政權。
建武二年(26年)九月，佔領長安的赤眉軍因糧秣不繼而西出隴東尋求出路，但結果爲當地割據勢力隗囂所擊敗，只好折回關中。他們擊走乘虛盤據在那裏的鄧禹軍，重新控制了長安。由於後勤保障仍未獲得解決，赤眉軍再度陷入饑饉，併爲地方豪強武裝所包圍。不久，被迫放棄長安，引兵東歸。劉秀爲一舉撲滅赤眉軍，決定憑藉崤函險道，以逸待勞，以飽待飢，對赤眉軍實施截擊。爲此，劉秀調兵遣將，改任馮異爲主將，取代鄧禹，急速西進，抵華陰(今陝西華陰西)阻擊赤眉軍，同時命令候進、耿弇部集結，準備會同進剿。
馮異在華陰阻擊赤眉軍60余天後，於建武三年(27年)正月東撤至湖縣(今河南靈寶西北)與鄧禹部合兵。不久赤眉軍進至這一帶，與漢軍相對峙。鄧禹邀功心切，迎戰赤眉軍。赤眉軍先佯敗，後反攻，大敗鄧禹軍，鄧禹僅率24騎逃回宜陽。馮異率軍相救，也被赤眉軍所擊敗。馮異逃至崤底，後收集散兵和當地豪強武裝數萬人，與赤眉軍繼續交戰。二月，雙方大戰於崤底。戰前，馮異先派一部分士卒化裝成赤眉軍，潛伏於道旁。戰鬥開始，馮異以少數兵力誘使對方進攻，再以主力相拒，待赤盾軍攻勢減弱後，突發伏兵出擊。赤眉軍因無法辨認敵我而陣腳大亂，潰退至崤底，8萬餘人投降。接着，劉秀親率大軍，與先期部署的候進、耿弇部會合，攔截折向東南的赤眉軍餘部於宜陽(今河南宜陽西)，予以全殲，赤眉軍首領樊崇等十餘萬人投降。至此，劉秀終於將延續10年之久的赤眉農民起義扼殺在血泊之中。
併吞隴西
參見：隗囂割據、略陽之戰
建武六年(30年)四月，劉秀正式發動伐隴之役。他派遣耿弇、蓋延等人分兵進攻隴坻(今隴山，陝西隴縣西北)，隗囂居高臨下，以逸待勞挫敗漢軍攻勢。於是劉秀暫時轉攻爲守，命大司馬吳漢赴長安集結兵力，以爲策應。同時爭取河西的竇融出兵相助，使隗囂腹背受敵，並讓馬援煽動隗囂部屬及羌族酋長附漢。隗囂見處境危急，遂向公孫述稱臣，聯蜀抗漢。
建武七年(31年)秋，隗囂得西蜀援兵後親率三萬大軍進攻安定(今甘肅鎮原東南)，另派一部進攻汧縣(今陝西隴縣北)，企圖奪取關中，但分別爲漢軍馮異、祭遵部所擊敗。
建武八年(32年)春，劉秀乘隗囂戒備鬆懈，派來歙率精兵2000伐山開道，襲佔略陽(今甘肅莊浪西南，泰安縣城東北)，逼近隗囂所據冀縣(今甘肅甘谷)。隗囂圍攻略陽數月不下，師勞兵疲，劉秀乘機率軍直搗天水大營後背。隗囂戰敗，主力被殲滅。建武九年(33年)十月，劉秀又令來歙率馮異等西征隴地，消滅隗囂殘部，歷時四年的平隴作戰至此結束。
滅蜀之戰
參見：東漢滅蜀之戰
平隴之戰後，劉秀即從南、北兩個方向，對益州的公孫述展開攻勢。建武十一年(35年)三月，南路岑彭率戰船沿長江三峽逆流入蜀，攻佔江關(今四川奉節東北瞿塘峽口)。同年六月，北路來歙攻下下辨、河池，公孫述派人暗殺了來歙。適值羌族起事隴西，北路軍主力轉用於隴西。七月，岑彭命將軍臧宮率兵五萬自平曲(今四川合川東)抗禦蜀軍主力，自率主力倍道兼行2000餘里，深入岷江中游，佔領武陽(今四川彭山東)，出其不意迂迴到蜀軍主力背後，以精騎擊廣都(今四川雙流東南)，直逼成都(參見漢攻公孫述之戰)。十月，公孫述刺殺岑彭。 吳漢代將其衆，攻佔廣都。臧宮攻克繁(今四川彭縣西北)、郫(今四川郫縣)，與吳漢軍會師，合圍成都。公孫述困獸猶鬥，又派人刺殺了岑彭，使漢軍暫時退出武陽，但這並未能挽救其覆滅的命運。漢軍人材濟濟，岑彭遇害，吳漢即接替他統領伐蜀諸軍。
建武十二年(36年)正月，吳漢進抵南安(今四川東山)，在魚腹津(今四川東山北)大敗蜀軍，繼而繞過武陽，攻取廣都。其他各路漢軍進展也很順利，馮駿軍攻佔江州，臧宮軍連克涪縣(今四川綿陽東)、綿竹(今四川德陽北)、繁(今四川新都西北)、郫(今四川郫縣)等城 。吳漢取廣都後急於求成，率兩萬將卒孤軍深入，直抵成都城外幾公里處立營。公孫述招募敢死之士，攻打吳漢。吳漢受挫，入壁堅守，閉營3日不戰，夜間突然撤走，與部下劉尚會合於江南。次日晨合力大破蜀軍。此後，吳漢與公孫述交兵於廣都、成都間，漢軍屢戰屢勝。
建武十二年(36年)十一月，吳漢又與臧宮會師於成都近郊。公孫述大勢盡去，遂孤注一擲，於該月十七日貿然反擊漢軍，派延岑擊臧宮，自率數萬人攻吳漢。吳漢以一部迎戰蜀軍，待其疲憊困頓後，指揮精兵數萬突然出擊，大破蜀軍，公孫述負重傷身亡。次晨，勢窮力竭的延岑舉城投降。
岑彭根據敵情變化，也適時調整了部署，分兵兩路進擊蜀軍。一路由臧宮率領，進據平曲上游，攻打蜀軍王元、延岑部;主力則由他本人率領，取道江州，溯江西上，攻佔黃石，擊敗候丹軍。接着，倍道兼行，疾馳1000公里，攻克武陽(今四川彭山東)，並出精騎閃擊蜀之腹地廣都(今成都南)，逼近成都。與此同時，偏師臧宮溯涪江而進，襲擊蜀軍，殲敵萬餘，迫使王元部投降，延岑敗逃成都。至此，劉秀徹底平定巴蜀，取得了統一戰爭的最後勝利。
戰爭結果
漢軍在關東戰場，建武六年(30年)正月，吳漢破朐，擊殺董憲。接着，漢軍又在舒(今安徽廬江西南)消滅獨據一方自立爲天子的李憲。至此，漢軍在短短的4年中，將關東地區各個割據勢力全部剷除。
建武十二年(36年)十一月，漢軍大破蜀軍，公孫述負重傷身亡。至此，劉秀徹底平定巴蜀，取得了統一戰爭的最後勝利。
