綠林軍
反對王莽政權的農民起義，首先發生在北方邊郡地區。王莽為了出擊匈奴而進行的徵發，在邊郡比在內地更為嚴重。邊境數十萬駐軍，不但仰給邊民供應，而且還大肆騷擾，邊民不堪其苦，鋌而走險，聚眾反抗。始建國三年（公元11），邊民棄城郭流亡，隨處暴動，并州、平州一帶更為猛烈。天鳳二年（公元15），五原、代郡民舉行暴動，數千人為群，轉入旁郡。
接著，黃河流域和長江流域也相繼出現了農民暴動。天鳳四年，臨淮人瓜田儀在會稽長洲（今江蘇蘇州西南）起義，出沒於湖海之間。同年呂母在海曲（今山東日照）起義，殺縣令，入海堅持戰鬥。此起彼伏的暴動，預示大規模的農民戰爭即將來臨。
天鳳年間，荊州一帶遇到連年的大饑荒，農民相率到野澤中掘荸薺為食。他們人數越聚越多，形成一支武裝力量，推新市（今湖北京山境）人王匡、王鳳為首領，不時攻擊附近的鄉聚。他們隱蔽在綠林山中（今湖北京山北），因而被稱作綠林軍。幾月後，綠林軍發展到七八千人。但是那時他們還沒有攻城略地的打算，只盼望年成好轉，能夠返回田間。
地皇二年（公元21），王莽的荊州牧發兵進攻綠林軍，綠林軍出山迎擊獲勝，部眾增至數萬人。地皇三年，綠林山中疾疫流行，綠林軍出山。一支由王常、成丹等率領，西入南郡（治今湖北江陵），稱下江兵；另一支由王匡、王鳳、馬武等率領，北上南陽，稱新市兵。新市兵攻隨縣時，平林人陳牧、廖湛率眾響應，於是綠林軍中又增添了一支平林兵。漢宗室劉玄這時也投身於平林兵中。
南陽大地主劉縯、劉秀兄弟也是漢宗室，他們以「復高祖之業」相號召，聯絡附近各縣地主豪強，並且把宗族、賓客組成一支七八千人的軍隊，稱為舂陵軍，參加反對王莽的行列。舂陵軍與王莽軍接戰不利，乃與向北折回的下江兵約定「合縱」。這時綠林軍連敗莽軍，發展到十多萬人。綠林軍領袖為了擴大影響，於宛城南面的淯水上擁立劉玄做皇帝，恢複漢的國號，年號更始（公元23）。劉玄在宗室中是沒落的一員，參加起義雖早，卻無兵權。綠林軍領袖擁劉玄為帝，這是他們受到劉漢正統思想影響的表現；但是立劉玄而不立野心勃勃的劉縯，又是綠林軍領袖疏遠劉縯、劉秀的結果。
綠林建號以後，王莽發州郡兵四十二萬，由王邑、王尋率領，阻擊綠林軍。六月，王莽軍前鋒十多萬人，圍綠林軍於昆陽（今河南葉縣）。綠林軍八九千人，由王鳳、王常率領，堅守昆陽，劉秀則突圍徵集援兵。那時昆陽城外圍兵數十重，列營百數，圍兵挖掘地道，又用撞車攻城，積弩亂髮，矢下如雨。劉秀等十三騎突出圍城，發郾、定陵營兵數千人援昆陽，王邑、王尋一戰失敗，王尋被殺。城中守軍乘勢出擊，里外合勢，莽兵大潰，士卒相踐踏，奔走百餘里。綠林軍在這一戰役中奪獲軍實輜重車甲珍寶，不可勝數。這就是中國歷史上著名的以少勝多的昆陽之戰。昆陽戰後，海內聞風響應，起兵誅殺牧守，自稱將軍，用漢年號，以待更始詔命。顯然，這次戰役對於綠林軍入關和王莽覆滅，起了決定作用。
劉秀在昆陽之戰中立了功績，劉縯又奪得宛城，勢力逐漸凌駕農民軍，因此新市、平林諸將勸更始帝把劉縯殺了。接著，綠林軍分兵兩路進擊王莽。一路由王匡率領，攻克洛陽。更始帝在洛陽派遣劉秀到黃河以北去發展勢力，劉秀北上後，逐步脫離了農民軍的控制。另一路由申屠建、李松率領，西入武關。析縣人鄧曄起兵攻下武關，迎入綠林軍，合兵直取長安，關中震動。這時長安發生暴動，王莽被殺，長安被綠林軍迅速攻克。更始二年初，更始帝遷都長安。
進入長安的綠林軍紀律嚴明，府庫宮室一無所動，長安市裡不改於舊。綠林軍瓦解了一批關中的豪強武裝，迅速平定三輔。但是不久以後，更始帝自己首先沉醉在宮廷生活中，地主儒生大肆活動，起義軍內部離心離德的現象便逐漸出現了。
赤眉軍
比綠林軍發動起義稍後，琅邪人樊崇等在莒縣起義。樊崇作戰勇敢，青、徐各地起義領袖逄安、徐宣、謝祿、楊音等都率部歸附他。他們在泰山、北海一帶進行鬥爭，擊敗田況所部莽軍。參加這支起義軍的都是為飢餓所迫的農民，他們同綠林軍一樣，起初並無攻城徇地的意圖。他們因襲漢朝鄉官、小吏稱號，把各級首領分別稱為三老、從事、卒史，彼此之間以巨人相呼。他們沒有文書、旌旗、部曲、號令，口頭相約：「殺人者死，傷人者償創。」為了作戰時與敵人相區別，他們把眉毛塗紅，因而獲得赤眉軍的稱號。
公元22年，王莽派太師王匡和更始將軍廉丹，率軍十多萬，進攻這一支起義軍。王匡、廉丹的軍隊殘害百姓，十分橫暴，百姓作歌道：「寧逢赤眉，不逢太師（王匡），太師尚可，更始（廉丹）殺我。」赤眉軍在成昌（今山東東平）擊敗莽軍，殺廉丹，勢力大為擴展。當劉玄進入洛陽時，赤眉軍也在中原活動，樊崇等二十多人還接受了劉玄的列侯封號。劉玄排斥赤眉，樊崇等人乃脫離劉玄，轉戰於今河南一帶。
赤眉軍雖然連戰獲勝，但是部眾思歸。赤眉領袖認為部眾回鄉必散，於是率領他們西攻長安。公元25年，赤眉軍進至華陰，有眾三十萬。赤眉領袖在巫師慫恿下，在軍中找到一個沒落的西漢宗室、十五歲的牛吏劉盆子做皇帝。接著，赤眉軍進攻長安，推翻了劉玄的統治。
農民起義失敗 劉秀建立東漢王朝
赤眉入關時，劉秀也派兵向關中進發。在此之前，當劉秀於更始元年（公元23）冬渡河北上時，黃河以北有銅馬、大彤、高湖、重連、鐵脛、大槍、尤來、上江、青犢、五校、檀鄉、五幡、五樓、富平、獲索等部農民軍。他們各領部曲，或以山川土地為名，或以軍容強盛為號，據說有數百萬人。除了農民軍以外，各地豪強地主武裝和王莽的殘餘勢力也還不少。豪強地主在邯鄲立詐稱成帝之子的卜者王郎為帝，聲勢最大。劉秀依靠信都（治今河北冀州）太守任光、昌成（今河北冀州西北）人劉植、宋子（今河北趙縣東北）人耿純等地主武裝的支持，又得到上谷（治今河北懷來東南）太守耿況、漁陽（治今北京密雲西南）太守彭寵的援助，擊敗了王郎。更始帝派人立劉秀為蕭王，並令他罷兵去長安。劉秀羽翼已成，拒不受命，留在河北坐觀關中的變化。他逐個吞滅了銅馬、高湖、重連等部農民軍，關中一帶把他稱作「銅馬帝」。
公元25年，當赤眉軍迫近長安時，劉秀在鄗縣（今河北高邑東南）之南即皇帝位（光武帝），沿用漢的國號，以這一年為建武元年。不久，劉秀定都洛陽，史稱東漢。同年九月，赤眉軍入長安。長安附近的豪強地主隱匿糧食，武裝抵制赤眉軍。赤眉軍糧盡不支，西走隴阪，尋找出路。赤眉軍在那裡受到割據勢力隗囂的阻擋和風雪的襲擊，折返長安，引眾東歸。這時，劉秀的軍隊已經扼守殽函地區，截斷了赤眉軍東歸道路。赤眉軍奮勇力戰，但終因糧儘力絀，於建武三年（公元27）春失敗。
漢光武帝劉秀繼續鎮壓河北農民軍余部，並削平各地的割據勢力，於建武五年統一了北方的主要地區。建武九年他平定了割據天水的隗囂，建武十二年平定了割據蜀地的公孫述，實現了全國的統一。