刘邦和项羽埋葬了秦朝，之后在楚汉争霸中刘邦获胜，以长安为都创建西汉王朝，成为继秦朝以后又一个大一统的王朝。但是西汉后期外戚干政，大司马王莽独揽朝纲，于公元8年废帝自立，建立新朝，享国二百一十年的西汉灭亡。
当上皇帝的王莽锐意变革，颁布了很多不合时宜甚至超出当时世人认知的措施，史称“王莽改制”。但是王莽得位不正，加上他推行治国理念的手段太过强硬，且朝令夕改，引发社会剧烈动荡。王莽在位时，天灾不断，屡有旱、蝗、瘟疫、黄河决口等灾害出现，老百姓民不聊生、流离失所，揭竿而起的反莽活动此起彼伏，数不胜数。在遍布全国各地的义军中，两支最大的队伍就是南方的绿林军和北方的赤眉军。地皇四年（公元23年），绿林军攻入长安，王莽逃往未央宫的渐台被杀，国祚15年的新朝灭亡。
在推翻王莽新朝的过程中，绿林军作为主力军，同王莽的新军进行多次战争，如成昌之战、蓝乡之战等，最著名的是昆阳之战。公元23年，绿林军拥刘玄为帝，恢复汉朝国号。王莽派王寻、王邑率大军四十多万，征召通晓兵法的六十三家为军吏，还有巨人巨毋霸，驱使诸多猛兽虎、豹、犀、象等，进攻绿林军驻守的昆阳（今河南叶县），欲倾全国之力，试图一战而平天下。驻守昆阳的绿林军不到万人，外围援军也只有一两万，敌众我寡的情况下，刘秀率十三骑突出重围调集援军，并带领三千敢死队冲击新军。最终绿林军内外夹击，以少胜多大败新军，聚歼新军主力，使得王莽再无回天之力。刘秀则因此战脱颖而出，赢得巨大的声望，为日后称帝打下坚实的基础。
新朝灭亡后，刘秀兄长刘縯无故被更始帝所杀，强忍悲痛、隐忍负重的刘秀于公元25年同更始帝决裂，在河北鄗县（今河北省邢台市柏乡县）千秋亭称帝，建立东汉，以洛阳为都。而更始帝则屡被赤眉军击败，请降后获封长沙王，之后又被赤眉缢杀。刘秀前进路上的对手就剩下各地的割据势力。
刘秀根据当时的形势，制定了先关东、后陇蜀，由近及远、各个击破的战略方针，先集中力量消灭威胁最大的关东割据势力。公元26年起，刘秀在四年内先后打败刘永、刘玄余部、董䜣、邓奉、秦丰、田戎、彭宠、董宪、张步等割据势力，统一了关东地区。
扫平关东地区以后，刘秀下一个对手是盘踞陇西地区的隗嚣。公元30年，刘秀派大将耿弇等人从陇西攻蜀，隗嚣派兵阻止，双方爆发持续数年的大战。公元33年，隗嚣病死后其子隗纯继位，不久投降，至此陇西被东汉平定。
公孙述盘踞蜀地，知道唇亡齿寒的道理，曾在东汉平陇西时数次出兵支援隗嚣。公元35年，刘秀派大将吴汉、岑彭、来歙、盖延等人兵分两路，水陆并进攻蜀。双方激战一年多，最终蜀军大败，公孙述负伤而死，蜀地平定。至此，东汉完成统一，成为继西汉后又一个大一统的中原王朝。
统一天下后，光武帝刘秀采取一系列措施来恢复社会生产，如轻税薄赋、遣散地方军队、整顿吏治等，使得遭战乱破坏的社会生产、生活迅速恢复，并稳定发展，史称“光武中兴”。
每逢中原乱世，北方的游牧势力总会趁势而起，袭扰中原。东汉初，曾被汉武帝痛击的北方匈奴再次崛起，东汉只能被动防御。公元48年，匈奴南北分裂，南匈奴归附东汉，而北匈奴则雄踞漠北。汉明帝时，国力得到恢复，在公元73年至91年的十余年间，数次派窦固、耿秉、耿宪等率军对被匈奴展开反击，打败匈奴呼衍王，使其不敢返回故地。