公元36年的春季正月，吴汉在鱼涪津打败了公孙述的将领魏堂、公孙永，随后包围了武阳县。公孙述看到武阳县被围，就派女婿史兴前去救援，吴汉就又和史兴打了一仗，结果打败了史兴，于是汉军就进了入犍为郡的管辖范围内。但是郡内的各县都闭城固守。看到这种情况，刘秀就命令吴汉直接前去夺取广都，以占据敌人的心腹地区。吴汉于是就向着广都出发，经过一番交战，又拿下了广都，接着又派轻骑兵烧毁了成都市桥。公孙述的将帅看到广都被破，心里都十分害怕，很多人都都投降了，有的则是跑了。尽管公孙述诛杀了很多投降者的家人，还是不能禁止这种情况的发生。而刘秀却想要公孙述投降，就下诏告诉公孙述说：“你不要因来歙、岑彭两个人被害的事而担忧，你要是现在投降，家族就可以保全。朕的诏书和亲笔信，不是啥时候都能得到的，过了这个时间，后果你要自己承担。”可是公孙述始终没有投降的意思。
到了秋季七月，东汉将军冯骏就攻陷了江州，俘获了田戎。
眼看胜利近在咫尺，刘秀就告诫吴汉说：“现在成都还有十多万大军，你不能轻视他们。现在只须坚守广都，等待敌人前来进攻就行，千万不要和敌人一争高下。如果敌人不敢来攻，你就向前移动军营去逼迫他们，等到敌人精疲力尽的时候，才可发起攻击。”而吴汉却乘着胜利的势头，孤身一人率二万兵马进逼成都，在距离成都还有十多里路的地方安营扎寨，又在江北岸架起了浮桥，还命令副将刘尚率领一万多人驻扎在江南岸，两座军营相隔二十多里。刘秀听说以后十分震惊，就责备吴汉说：“我不久前才告诫过你不要出兵，你怎么就是不听呢！你既然轻敌深入，又和刘尚分别扎营，一旦发生危急情况，那你们就没法互相顾及。敌人如果出兵牵制你，用主力部队去攻击刘尚，刘尚要是失败，那你也就失败了。幸好现在还没有发生其他变故，你要火速率军返回广都。”可是诏书还没到，公孙述就已经派大司徒谢丰和执金吾袁吉二人带着十万人前去攻打吴汉；又派其他将领带着一万多人牵制刘尚，使他不能救援。双方大战了一整天，结果吴汉兵败，最终退回到了大营中。谢丰则是趁机包围了吴汉的大营。生死存亡之际，吴汉就把将领们都召集到一起，勉励他们说：“我和你们越过险阻之地，转战千里，才深入敌境，进逼成都城下。可是现在，我们和刘尚分别被困在两个地方，既然不能互相援救，那结果可能会让我们十分心痛。我准备悄悄率军到南岸和刘尚会师，合力抵抗敌人。我们如果能够同心协力，战胜敌人就是很轻松的事，就可以建立大功业，从而光宗耀祖；否则的话，就会一败涂地，成败就在此一举。”将领们都说：“全凭将军吩咐！”于是吴汉就开始犒劳士兵，又喂饱战马，还把营门给关闭了，整整三天没一点动静。同时竖立起了很多旌旗，使营中烟火不断。到了晚上，吴汉就悄悄的率领军队与刘尚会合了。谢丰等人却没有发觉。到了第二天，谢丰等人就兵分两路，一路在江北据守，一路进攻江南。这一仗，吴汉投入了所有的兵力去迎战，双方从早晨打到下午，最终大败敌军，还斩杀了谢丰和袁吉。吴汉这才率军返回广都，留下刘尚抵御公孙述。回到广都后，吴汉就把情况一一向刘秀做了汇报，同时还深刻地谴责自己。刘秀则是回答说：“你现在回到广都，那是最好不过了。公孙述肯定不敢绕过刘尚去攻打你。他如果攻打刘尚，你就从广都出发救援，五十里的路程，很快就到了，出动全部兵马去救援，趁着敌军危险困顿的时候，打败他们就是必定的！”自此之后，吴汉和公孙述在广都和成都之间交战，八战八胜，汉军终于进入了成都外城。臧宫占领了绵竹，又攻陷了涪城，还斩杀了公孙恢；接着又攻克了繁县和郫县，最后和吴汉大军在成都会师。
就在全国形势一片大好的时候，李通为了避开权势，就上书请求退休。结果等了两年，刘秀才允许他交出大司空的印信绶带，又要求他以特进的身份参加朝会。后来，有关部门就上奏章请求封皇子爵位，刘秀感念李通首先拥戴他谋划大事的功绩，当天，就下诏封李通的幼子李雄为召陵侯。
刘秀这边正在封爵，可是公孙述却被困在了成都，形势已经很危急了，他就问延岑说：“我们现在应该怎么办？”延岑说：“男子汉应当从死中求生，怎能坐着等死！财物容易聚敛，实在不应爱惜。”于是公孙述就散发了所有的黄金、绢帛，招募了五千多人敢死队，又把他们分配给延岑统领。延岑则是在市桥假装树立旗帜，鸣鼓挑战，暗中派奇兵绕到吴汉军队的后面，袭击并打败了吴汉。吴汉堕马落水，幸好抓着马尾才得以脱险。此时的吴汉军队只剩下了七天的粮食，眼看形势对自己不利，吴汉就暗中准备船只，打算撤退。蜀郡太守张堪听说后，就急忙前往求见吴汉，并向他陈述了公孙述必然灭亡、不应退军的策略。吴汉采纳了他的建议，于是就故意示弱来引诱敌人。到了冬季十一月，臧宫的军队就进驻在了成都咸阳门。过了十多天，公孙述就亲自带着数万人去攻打吴汉，同时派延岑抵抗臧宫的部队。双方展开了大战，延岑三战三胜，双方从早晨一直打到中午，官兵得不到吃的，就感到很疲劳。吴汉于是就派护军高午、唐邯率领数万精锐部队去攻打公孙述，公孙述的军队大乱。高午则是直奔阵前攻打公孙述，一枪就刺穿了公孙述的胸膛，公孙述受伤掉下了战马，幸好有身边将领的掩护，才能够把他抬入城中。公孙述把军队交给延岑后，当夜就去世了。看到大势已去，延岑就献城投降了。过了几天，吴汉就诛杀公孙述的妻子儿女，又屠杀了公孙氏家族，长幼一个没留。并将延岑灭族，然后放纵士兵大肆掳掠，焚烧公孙述宫室。刘秀听说后大怒，就谴责吴汉。又谴责刘尚说：“成都城投降已经三天了，城中的官民都服从归顺了汉朝。要是加上孩子和妇女，那就有上万人口了，现在要是烧杀抢掠，那听到的人都会酸鼻掉泪。你是汉室宗亲，又当过官吏，怎么忍心做出这种事！仰视苍天，俯视大地，比较一下秦西巴释放小鹿和乐羊吃他儿子肉羹的事，这两个人谁更仁义呢？你们真是失掉了斩杀敌将、拯救百姓的道义！”
想当初，公孙述征召广汉人李业当博士，李业一直说有病就不肯接受。公孙述因为不能把李业召来而感到羞耻万分，就派大鸿胪尹融拿着诏书胁迫李业说：“你如果接受职位就封公侯，如果不接受职位就赐予你毒酒。”尹融解释说：“当今天下分崩离析，谁知道什么是对和错呢，又怎敢用弱小的身体去试探不可测的深渊呢？朝廷仰慕您的名望品德，又给您留下了官位，到现在已经七年了。地方四季进贡的山珍美味，也不会忘记送给您。您应该上奉知己，下为子孙，到时性命和名誉都可保全，这样做不是上策吗？”李业于是叹息说：“古人说，危险的国家不要进入，混乱的国家不要居住，我正是为了这个缘故。君子遇到危险而肯献出生命，现在为什么要用高官厚禄引诱呢？”尹融说：“你应该把家人叫来商量商量。”李业说：“大丈夫决心断绝仕途已经很久了，为什么要和妻子儿女商量？”于是就喝了毒酒而死。公孙述耻于背上杀死贤才的名声，就派使者前去吊丧祭祀，还赠送了一百疋绢帛助丧。李业的儿子李翚逃跑了，所以李业这边就推脱着不接受公孙述给的官职。公孙述又想聘请巴郡的谯玄来做官，谯玄也不愿意去。公孙述就派使者拿毒药威胁他，太守还亲自跑到谯玄家里，劝他去上任。谯玄特别硬气，就说：“我坚守自己的志向，保全自己的气节，就算死了也没什么可遗憾的！”说完就要喝毒药。谯玄的儿子谯瑛急得直哭，就给太守磕头，说愿意拿出一千万钱，只求能救父亲一命。太守就把这事报告给了公孙述，公孙述看到有钱赚，就同意了。公孙述又想征召蜀郡的王皓和王嘉来当官，又担心他们不来，就先把他们的老婆孩子抓了起来。使者跑去跟王嘉说：“你赶紧收拾行李来当官，这样你的老婆孩子还能保住。”王嘉回答说：“狗和马都知道认主人，更何况是人呢！”意思就是坚决不去。王皓则是抢先一步自杀了，使者就把他的脑袋拿去给公孙述看。公孙述气得不行，就把王皓的家人全杀了。王嘉听说后就叹气说：“我动作还是慢了！”然后就当着使者的面拔剑自杀了。还有犍为郡的费贻，也不想给公孙述干活，他就往自己身上涂油漆，把自己弄得像得了癞疮一样，还装疯卖傻，这么做就是为了不做官。和他同郡的任永、冯信，干脆假装得了青光眼，拒绝公孙述的征召。后来刘秀平定了蜀地，就下诏书追封常少为太常，张隆为光禄勋。这时的谯玄已经去世了，刘秀就让人用一头羊、一头猪祭祀他，还让当地官府把谯家当初赎命的钱还回去。刘秀又在李业家所在的里门刻了石碑，以此来表扬他坚守气节的精神。刘秀还征召费贻、任永、冯信出来做官，结果任永和冯信在这时候病死了，只有费贻做了官，一直做到合浦太守的职位。刘秀又觉得公孙述手下的程乌、李育有本事，就把他们都提拔任用了。这么一来，蜀地的人都很高兴，老百姓也都愿意归顺刘秀了。
以前王莽在位时，任命广汉人文齐当益州郡太守。文齐到任后，就鼓励农民种地，又训练军队，还把当地各部的少数民族都招抚得服服帖帖，所以益州郡一直都是平平安安的。后来公孙述势力崛起，文齐就凭借险要地势坚守城池。公孙述把他老婆孩子抓起来，还许诺封他当侯爵，想逼他投降，但文齐宁死不从。后来文齐听说刘秀当了皇帝，就派人抄小路到洛阳，给刘秀递了奏章表示归附。等蜀地被刘秀平定后，刘秀就把文齐召到身边，封他为镇远将军，还给他封了成义侯的爵位。
十二月初一，朝廷就让扬武将军马成暂代大司空这个职务。
这一年，参狼羌部落带着其他羌人部落，跑到武都来闹事。看他们这么调皮，陇西太守马援就带着军队去迎战，结果把羌军打得落花流水，最后有一万多羌人投降了汉朝，从此以后，陇右地区就太平了。马援这人做事讲究以德服人，他说话算数，对手下也宽厚，安排官吏的时候，把他们的职责划分得清清楚楚，自己只负责把控大方向。所以他家门口每天都挤满了来拜访的宾客和老熟人。有时候部门主管来汇报外面的公事，马援就说：“这些都是你们这些属官该干的活儿，别来麻烦我！你们就让我这个老头子轻松自在地玩玩吧。要是碰上豪强欺负老百姓，或者贪官污吏违法乱纪的事，那才是我这个太守该管的事儿。”有一回邻县有人打群架报私仇，把当地官民吓得不轻，还传出羌人要造反的谣言，老百姓都慌慌张张的往城里跑。看到这种情况，狄道县的县长就急急忙忙跑来找马援，请求关闭城门、调集军队。当时马援正跟客人喝酒呢，他就笑着说：“羌人哪敢再来招惹我？你回去告诉县长，让他安心守在县衙里，要是实在害怕，躲床底下也行。”后来事情渐渐平息，全郡的人都特别佩服马援遇事不慌的本事。
对此，刘秀还下了一道诏书说：“镇守边疆的官员要是打不过敌人，就先防守；追击敌人的时候，得根据实际情况决定追多远，别死抠军法里‘逗留法’那些规定。”
在这期间，山桑节侯王常、牟平烈侯耿况、东光成侯耿纯都去世了。耿况生病的时候，刘秀好几次去看望他，还任命耿况的儿子耿广、耿举当中郎将。耿况家有兄弟六个，个个都当了大官，身上挂着象征高官的青紫色印信绶带，他们一起在病床前照顾父亲，当时的人都觉得这是件特别荣耀的事儿。
这时的卢芳就勾结匈奴和乌桓的军队，经常跑到边境来捣乱。看他们这么喜欢搞事情，刘秀就派骠骑大将军杜茂等人带兵去北方边境防守，让他们修整飞狐道，修建防御工事和烽火台。但杜茂他们跟匈奴、乌桓打了几十上百仗，一直没占到什么便宜。
刘秀又下令让窦融带着河西五郡的太守来洛阳朝见。窦融他们接到命令就出发了，一路上跟着他们的官员、宾客，车马有一千多辆，马牛羊漫山遍野。等到了洛阳，窦融就主动跑到城门口，把自己的印信绶带交了上去。结果刘秀派人把侯爵印信绶带还给了他，还专门接见了窦融，给他的赏赐和恩宠直接轰动了整个洛阳城。没过多久，刘秀就任命窦融当冀州牧，还让梁统当太中大夫，姑臧县县长孔奋当武都郡丞。姑臧县在河西地区特别富裕，当时全国还没有完全安定下来，很多当官的都品行不端，在县长任上没几个月就能捞一大笔钱。可孔奋在姑臧当了四年县长，一直清正廉洁，反倒被其他人嘲笑，说他守着这么个“油水地”却不会给自己捞好处。等他跟着窦融到了洛阳，就看到其他郡守、县令拉着一车车的财物，到处都是，只有孔奋除了一辆车，啥财产都没有。刘秀知道后，反而特别赞赏他。刘秀还任命睢阳县令任延当武威太守，在召见他的时候，特意叮嘱说：“你要跟上级处理好关系，别把名声搞坏了。”任延却回答说：“陛下，臣听说忠诚的臣子不会跟人搞一团和气，跟人一团和气的臣子不一定忠诚。坚持正道、秉公执法，才是臣子该有的操守。要是下级都对上级唯唯诺诺，那可不是陛下的福气。陛下说要好好侍奉长官，我实在不敢听从。”刘秀听了，就感叹道：“你说得对！”
公元37年的春季，正月初一，大司徒侯霸去世了。
到了月底，刘秀就下诏说：“以后各郡和封国别再给自己进贡山珍海味了，太官也不许收。但远方进贡用来祭祀宗庙的食物，还按老规矩办。那会儿有人给刘秀进献能日行千里的好马，还有价值百两黄金的宝剑，刘秀转手就把宝剑赏给了骑士，还让好马去拉皇家的鼓车。刘秀平时不喜欢听音乐，也不爱摆弄珍珠宝玉。有一回他出去打猎，到了夜里才回来，上东门的守卫郅恽愣是不开城门。刘秀就让人从门缝里跟郅恽打招呼，郅恽说：“这黑灯瞎火的，我看不清是不是皇上您。”死活就是不给开门。刘秀没办法，就只好绕路从东中门进城。到了第二天，郅恽就上书批评刘秀说：“以前周文王都不敢沉迷打猎，一门心思为百姓办事。现在陛下却跑到山林里打猎，还日夜不归，这对国家社稷有啥好处？”刘秀看了奏章，就赏了郅恽一百匹布，还把给自己开东中门的守卫贬去当参封县尉了。
二月，刘秀就派捕虏将军马武带兵驻扎在滹沱河，防止匈奴来犯。卢芳带兵去攻打云中，结果打了好久都没打下来。他手下的将领随昱留守九原，就想逼卢芳投降刘秀。卢芳知道后，就带着十几个骑兵逃到匈奴那边去了，他剩下的部下都归顺了随昱，随昱也顺势跑到刘秀这儿投降了。刘秀看到他这么为大局着想，就封他当了五原太守，还给了他镌胡侯的爵位。
这时，朱祜就跟刘秀说：“古时候，臣子受封，没有封王爵的。”丙辰这天，刘秀就下诏书，把长沙王刘兴、真定王刘得、河间王刘邵、中山王刘茂都降成侯。丁巳日这天，又把赵王刘良封为了赵公，太原王刘章封为了齐公，鲁王刘兴封为了鲁公。在当时，皇室宗亲里被封的侯，以及那些封国断绝的，加起来有137人。富平侯张纯是张安世的四世孙，王莽那会儿，因为为人谨慎、恪守规矩，所以才保住了封号；刘秀刚称帝的时候，他第一个来投奔，所以也被封了侯。后来就有官员上奏说：“不是皇室宗亲的列侯，不该再有封国。”可刘秀说：“张纯在宫里守卫了十多年，不能废了他的封号！”于是就把他改封为武始侯，封地只有原来富平的一半。到了庚午日，刘秀又封绍嘉公孔安为宋公，承休公姬常为卫公。
本年三月，刘秀任命沛郡太守韩歆当大司徒。过了几天，之前代理大司空的马成，又重新当回了扬武将军。
吴汉平定蜀地后就班师回朝了，等他走到宛城的时候，刘秀就让他先回家祭祖，还赏了他两万斛谷物。到了四月，吴汉终于是回到了京城。随后，刘秀就大摆宴席犒劳将士，还给365位功臣增加封地或者改封，外戚和靠皇恩受封的有45人。最后，刘秀定下来，封邓禹为高密侯，封地有四个县；李通为固始侯，贾复为胶东侯，封地有六个县；其他人也都按功劳大小给了不同的封赏。已经去世的功臣，就给他们的子孙增加封地，或者改封旁系亲属。刘秀因为在军队里待了太久，早就腻了打仗，他也知道天下百姓都累得不行了，就盼着能过安稳的日子。所以，自从陇、蜀两地平定以后，要不是出了紧急情况，他都不提打仗的事儿。有一次，皇太子就问他打仗的事儿，刘秀说：“以前卫灵公问孔子打仗的事，孔子都不回答。所以这不是你该操心的事。”邓禹和贾复也看出刘秀不想再打仗，就打算发展文化，也不想让功臣们在京城里手握重兵，于是就交出了兵权，专心去研究儒学。刘秀也琢磨着，得保住功臣们的爵位和封地，别让他们因为当官犯错误，就把左、右将军的官职给废除了。耿弇等人也主动上交了大将军、将军的印绶，最后都以列侯的身份回家了，刘秀又给他们加封特进的荣誉头衔，让他们可以参加朝会。邓禹这人品性纯良，有十三个儿子，他让每个儿子学一门手艺，还把家里管得井井有条，教育子孙也很有一套，全家就靠着封邑过日子，也不搞其他产业。贾复性格刚正，非常看重气节，回家后就闭门不出，低调做人。朱祜等人推荐贾复当宰相，可这时的刘秀已经国家大事交给了三公处理，所以功臣们都没再被重用。在当时，只有邓禹、李通、贾复这三位侯爵能跟公卿一起商量国事，深受刘秀的厚待。刘秀虽然约束功臣，但对他们的小过错经常睁一只眼闭一只眼。各地进贡的好东西，刘秀都先分给诸侯，太官那儿反而没剩多少，所以功臣们都能安享荣华富贵，没人被诛杀或斥责。