当时南阳郡新野县的阴丽华美貌庄重，刘秀早年就有“娶妻当得阴丽华”的愿望。
昆阳战后次年，刘秀乃如愿娶阴氏为正室。
婚后次年，刘秀为巩固与真定王刘扬的联盟，
再娶刘扬外甥女郭圣通并以之为正室，亦宠之。
郭氏与阴氏并为刘秀生下五子，及刘秀即位之初，并为贵人。
建武二年（26年）因阴氏族小辞后，
郭氏因得立为皇后，其长子强遂立为皇太子。
刘秀因此甚感有愧于阴氏，益加宠遇。
至建武十七年（41年），光武乃废郭氏，立阴氏为后。
建武十九年（43年），刘秀又以阴氏长子东海王阳聪敏有君人之度，
皇太子强又上表辞位。乃废强为东海王而以阳为皇太子。
阳改名庄，即日后之汉明帝。
建武中元（一作中元）二年（57年）二月戊戌日（二月初五），
刘秀在南宫前殿逝世，享年六十二岁。
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。”
刘秀死后不久，其子刘庄继位，于同年三月丁卯日，
葬刘秀于原陵，上庙号世祖、谥曰光武皇帝。
刘秀以优待功臣贵戚为名，赐以爵位田宅，高官厚禄，
而摘除其军政大权。刘秀鉴于西汉前期三公权重，权柄下移，
虽设三公之位，而把一切行政大权归之于设在中朝由皇帝直接指挥的尚书台。
尚书台设尚书令一人，秩千石，尚书仆射一人，
六曹尚书各一人，秩皆为六百石，分掌各项政务。
以下设有丞、郎、令史等官，所有一切政令都由尚书台直接禀陈皇帝，由皇帝裁决。
从此，“天下事皆上尚书，与人主参决，乃下三（公）府”；
“虽置三公，事归台阁”，“三公之职，备员而已”。
但是到了东汉后期，有权势的大臣多加“录尚书事”的职衔，
从而权柄再度下移，尚书台又蜕变为权臣专政的工具。
刘秀鉴于西汉后期吏治败坏、官僚奢侈腐化的积弊，
即位以后，注意整顿吏治，躬行节俭，奖励廉洁，选拔贤能以为地方官吏；
并对地方官吏严格要求，赏罚从严。
因而经过整顿之后，官场风气为之一变。故有“内外匪懈，百姓宽息”之誉。
刘秀对吏治的要求以严苛着称，史载当时“天子勤吏治，
俗颇苛刻”“光武承王莽之余，颇以严猛为政”。
这也导致了一些高官以微罪或无罪而受严惩，
例如大司徒伏湛因为没有报告河南尹和司隶校尉在高庙争执而被罢官；
大司徒韩歆因为多次直言进谏而被罢官，终至受责自杀；
大司徒戴涉因所举荐的太仓令犯罪而死于狱中；
大司空宋弘因在没有证据的情况下弹劾上党太守而被罢官；
大司空朱浮因“卖弄国恩”而被罢官，等等。
这种过于严苛的做法也受到了一些批评。
建武六年（30年），刘秀令司隶州牧各实所部，
省减吏员，县国不足置长吏可合并者，上大司徒、大司空二府。
于是刘秀下诏：“并省四百余县，吏职减损，十置其一。”
刘秀善待功臣，分封三百六十多位功臣为列侯，
给予他们尊崇的地位，只解其兵权。
并且招揽大批文吏入朝。刘秀于建武六年（30年）让功臣列侯回到自己的封地。
当时刘秀对三公要求严格，如果功臣们在朝担任官职的话难免犯错，
这样会失去爵位和土地，刘秀为了保全他们的爵位的土地才让他们回到封地，远离朝廷。
建武元年（25年）十月，刘秀称帝，采纳来歙联陇制蜀、西和东攻的建议，
确定了先关东、后陇蜀，由近及远、各个击破，统一全国的战略方针。
建武二年（26年）至建武五年（29年），刘秀一方面命来歙出使陇西，
完成联陇制蜀的战略，解除了西顾之扰；
一方面集中主力以洛阳、河内（郡治怀来，今河南武陟西南）为中心，
对关东各割据势力展开攻势。建武二年（26年）春，破睢阳，
刘永战败退往谯县（今安徽亳县）。建武三年（27年）六月，刘永被杀。
并且消灭赤眉军于宜阳，夺取长安，取得东西二京。
建武四年（28年）五月，大将军朱佑、建威大将军耿弇北讨彭宠，
建武五年（29年）二月，彭宠被奴仆杀死，刘秀攻占燕蓟及其以北地区。
建武六年（30年）二月，杀董宪于朐县，夺占东海之地。
关东各割据势力相继被刘秀击破。建武十二年（36年）灭蜀。
刘秀废除西汉时的地方兵制，撤销内地各郡的地方兵，裁撤郡都尉之职，
也取消了郡内每年征兵训练时的都试，地方防务改由招募而来的职业军队担任。
但是，到了东汉后期，州牧刺史逐渐权重，兼有军政财大权，地方兵力又逐渐兴起。
刘秀以“柔道”治国，致力于稳定统治的经济建设和政治建设，
实行加强中央集权为中心的军制改革，针对周边少数族的威胁，
制定了以保守为主的边防政策。刘秀的边防政策基本上，
维护了东汉政权边境安全与社会稳定，成为“光武中兴“的重要原因，
但其保守性，也对东汉边防带来了消极的影响。
东汉初年，针对战乱之后，生产凋敝，人口锐减的情况，
刘秀注意实行与民休养生息政策，薄赋敛。
建武六年（30年），下诏恢复西汉前期三十税一的赋制。
其次偃武修文，不尚边功。刘秀“知天下疲耗，思乐息肩，
自陇蜀平后，非警急，未尝复言军旅”不会轻易发动边功。
自西汉后期以来，农民之沦为奴婢、刑徒者日益增多，
成为西汉末年阶级矛盾日益尖锐化中的一个重要问题。
王莽末年，不少的奴婢、刑徒参加起义；
同时在一些割据势力的军队中也有不少的奴婢、刑徒。
