刘秀那番关于“民心”的论述，如同在干燥的草原上投下了一颗火种，瞬间点燃了刘演心中积郁已久的豪情与行动力。舂陵刘氏的宅邸，自此不再仅仅是耕读传家的乡间院落，更成为了暗中联络四方、密谋大事的策源地。
刘演凭借其多年结交豪杰积累的人脉与声望，迅速行动起来。他派出亲信子弟，携带密信，往来于南阳各地的豪强、侠客与对王莽统治不满的地方官吏之间。与此同时，刘秀则以其沉稳务实的风格，负责内部整合与物资筹备。他利用经商的经验，暗中收购铁器、皮革、粮食等战略物资，并秘密招募、训练本族的青壮子弟。他的亲和力与公正，使得他在宗族内部极具号召力，许多年轻人不仅佩服刘演的豪气，更愿意追随这位“谨厚”却见识不凡的叔父（或兄长）。
地皇三年（公元22年），天下局势愈发糜烂。绿林军因疾疫分兵，下江兵、新市兵、平林兵等部分活跃于南阳附近。王莽派往镇压的前队大夫（官职，相当于太守）甄阜、属正（官职，相当于郡尉）梁丘赐，屯兵于棘阳县（今河南南阳南）一带，厉兵秣马，准备一举剿灭荆襄地区的义军。形势逼人，起兵的时机已然成熟。
这年十月，刘演、刘秀兄弟正式在舂陵举起义旗。刘演召集宗族子弟与门客，慷慨陈词：“王莽暴虐，百姓分崩。今枯旱连年，兵革并起。此亦天亡之时，复高祖之业，定万世之秋也！”话语掷地有声，群情激昂。然而，起兵之初的景象，却远非“箪食壶浆以迎王师”那般美好。仓促集结的部队，被称为“舂陵军”，骨干是刘氏宗族及依附的宾客，总数不过七八千人。他们大多缺乏军事训练，手中的兵器五花八门，甚至还有不少锄头、木棍。甲胄更是稀缺，旌旗亦不鲜明。
面对装备精良、训练有素的官军，一些宗族子弟不免心生恐惧，有人甚至暗中抱怨，认为此举是以卵击石。刘秀敏锐地察觉到了这种情绪。为了稳定军心，也为了明确目标，他做出了一个极具象征意义的举动——他亲自设计，并让工匠紧急制作了一批红色的军服和头巾。在誓师大会上，当刘秀与主要将领身着耀眼的“绛衣大冠”（红色战衣和武冠）出现在队伍前时，整个舂陵军为之震撼。红色，是汉朝的标志性颜色，是火德的象征。这一身赤色，仿佛瞬间将这群乌合之众与那个曾经强盛的王朝联系了起来，赋予了这次起兵以“恢复汉统”的神圣性与合法性。军心士气，为之一振。
为了增强实力，刘演、刘秀审时度势，主动派人与活动在新市（今湖北京山东北）的新市兵首领王匡、王凤，以及平林（今湖北随州东北）的平林兵首领陈牧、廖湛联系，提议联合抗莽。起初，绿林军部分首领见舂陵军势单力薄，颇有轻视之意。但刘秀以其诚恳的态度和对局势的清晰分析，最终说服了他们。联军形成，声势大震。
联军首先在小长安聚（今河南南阳南）与甄阜、梁丘赐的官军遭遇。然而，由于缺乏协同作战经验，加之雾大迷路，联军初战不利，遭受挫败，刘秀的姐姐刘元、二哥刘仲等多名亲属都在此役中遇难。刘秀本人也仅单骑走脱，其坐骑“踏雪”在乱军中救主，初显神骏。失败并未击垮联军的意志，反而让他们更加清醒。他们退守棘阳，收拢溃兵，并与另一支重要的义军——由王常、成丹率领的下江兵会合。力量得到补充后，联军于次年正月，发动反攻，在沘水（今河南唐河上游）西岸大破官军，阵斩甄阜、梁丘赐。此役，刘秀身先士卒，冲锋陷阵，其勇武开始为人所知。
随后，联军乘胜进攻，在淯阳（今河南南阳南）击败王莽派来的纳言将军（王莽官名）严尤、秩宗将军陈茂，进而包围了南阳郡的治所宛城。此时，为了整合各路义军，确立名号，更始政权应运而生。公元23年二月，绿林军拥立另一位西汉宗室、性格较为懦弱的刘玄为帝，复汉国号，年号“更始”。刘演因功高被封为大司徒，刘秀则受封为太常偏将军。
更始政权的建立，尤其是宛城被围，震动了长安的王莽。他意识到南阳的这股力量已不再是普通的流寇，而是心腹大患。于是，他倾尽全力，征调了当时他认为最强大的军事力量，组成一支规模空前的征讨大军。王莽以其族弟、大司空王邑为统帅，大司徒王寻为副帅，征召号称百万（实则四十二万）的精兵猛将，其中包括了一位身高一丈、腰大十围、能驱使虎豹犀象等猛兽的巨人，名叫巨无霸，担任垒尉（负责营垒的官），以期在心理和实力上彻底碾压义军。大军浩浩荡荡，出函谷，直扑南阳，首要战略目标，就是解宛城之围，而位于宛城东北方向、颍川郡境内的战略要地昆阳（今河南叶县），便成了双方必争之地。
此时，驻守昆阳的汉军，是由成国上公王凤、廷尉大将军王常等人率领的，兵力不过八九千人。面对如潮水般涌来的新朝大军，昆阳城内的汉军将领们，无不色变股栗，惶恐万分。许多人认为昆阳城小坚固，难以长期坚守，主张分散突围，退保荆州故地。整个军中，弥漫着一股绝望的气氛。
就在这决定更始政权生死存亡的关键时刻，一向低调内敛的太常偏将军刘秀，站了出来。他冷静地分析了局势，对诸将说：“今兵谷既少，而外寇强大，并力御之，功庶可立；如欲分散，势无俱全。且宛城未拔，不能相救，昆阳既破，一日之间，诸部亦灭矣。今不同心胆共举功名，反欲守妻子财物邪？”
这番话，直指要害，点明了合则存、分则亡的道理。然而，部分情绪恐慌的将领根本听不进去，反而恼怒地斥责刘秀：“刘将军何敢如是！”（刘将军你怎么敢这么说！）场面一度僵持。
恰在此时，探马回报，王邑、王寻的先头部队已抵达昆阳城北，军阵绵延数百里，不见其后，尘埃遮天，钲鼓之声闻于数百里之外。先前主张分散的将领们，见到如此骇人的阵势，更是六神无主，不知所措。他们互相观望，发现此刻已无路可退，这才重新想起刘秀的提议，不得已，只好请刘秀继续谋划。
刘秀临危受命，展现出超凡的冷静与战略眼光。他迅速制定了坚守与求援相结合的方略。由王凤、王常等率主力坚守昆阳城，消耗、牵制敌军。他自己则承担起最危险的任务——趁敌军合围尚未严密之际，突围出去，到郾城（今河南漯河郾城区）、定陵（今河南漯河舞阳县北）一带调集援军。
是夜，刘秀精心挑选了包括骠骑大将军宗佻、五威将军李轶等在内的十三名精干骑兵，连同他自己，共十三骑，人人饱餐，马匹衔枚，悄无声息地从昆阳城南门潜出。此时，王邑大军已有部分抵达城下，营垒初立。刘秀等人凭借夜色掩护，猛冲敌营。新军猝不及防，被这区区十余骑撕开一个口子，刘秀等人竟成功突围而去！
接下来的日子里，昆阳城承受着前所未有的压力。王邑、王寻自恃兵多将广，拒绝了严尤提出的绕过昆阳直取宛城的合理建议，决心踏平这座小城，以立军威。他们驱使大军将昆阳围了数十重，列营百数，钲鼓之声震天动地。新军挖掘地道，使用冲车、橹车（楼车）等各种攻城器械，箭矢如雨点般射向城中。城中守军连出门打水都需要头顶门板以防箭矢，处境极其艰难。然而，在王凤、王常的指挥下，守军同仇敌忾，殊死抵抗，一次次击退了新军的疯狂进攻，将这座小城变成了消耗新军锐气与时间的泥潭。
与此同时，刘秀一行马不停蹄，日夜兼程，赶到了郾城、定陵。起初，这两地的将领们贪惜既得的财物，不愿全力出兵救援。刘秀再次展现出他的决断与口才，他正色道：“今若破敌，珍宝万倍，大功可成；如为所败，首领无余，何财物之有！”（现在如果能打败敌人，得到的珍宝会是现在的万倍，大功也可成就；如果被敌人打败，脑袋都保不住，还有什么财物可言！）一语点醒梦中人，诸将遂下定决心。
刘秀集结了郾城、定陵的全部兵力，约万余人，火速回援昆阳。他亲自率领步骑兵千余人为前锋，距离王邑大军四五里处列阵。王邑、王寻见汉军援兵数量稀少，心生轻视，只派了数千人迎战。刘秀一马当先，冲向敌阵，亲手斩杀新军数十人！部将们惊讶不已，纷纷议论：“刘将军平生见小敌怯，今见大敌勇，甚可怪也！”（刘将军平时见到小股敌人显得胆怯，今天见到大敌反而如此勇敢，真是太奇怪了！）他们不知道，这正是刘秀的非凡之处，静若处子，动若脱兔，关键时刻，敢于亮剑，身先士卒以激励士气。
初战告捷，汉军士气大振。刘秀趁机大造声势，假传宛城已被更始大军攻克的捷报，并将书信射入昆阳城中，同时也故意让一些信件落入新军之手。一时间，昆阳城内守军欢声雷动，士气倍增；而新军将士则人心惶惶，士气受挫。
刘秀抓住战机，再次精选三千人的敢死队，从城西水上，直冲新军的中军大营。王邑、王寻依旧轻敌，认为凭借中军兵力足以应付，竟下令各营约束部队，不得擅自行动。这无异于自缚手脚，使得庞大的兵力无法有效协同。刘秀率领三千敢死队，如同锋利的尖刀，直插新军心脏。他们无不以一当百，冲杀之下，新军阵脚大乱。混战之中，副帅王寻被汉军斩杀！
主帅一死，中军溃乱。此刻，昆阳城内的守军见援军得手，也鼓噪而出，内外夹击。喊杀声震天动地。恰在此时，天色骤变，狂风大作，雷雨交加，屋瓦皆飞，雨下如注。王莽军中驱赶的虎豹猛兽，受惊之下，四处狂奔，践踏营垒。新军本就士气低落，指挥失灵，又遭此天变，顿时彻底崩溃，兵败如山倒，士卒们争相逃命，互相践踏，死者枕籍，百余里内，尸横遍野。
溃散的士兵在逃跑途中，又遇到因河水暴涨而被淹死的，不计其数。王邑、严尤、陈茂等人仅率领少数长安骑士，踏着溺死者的尸体，狼狈渡河逃回洛阳。汉军缴获了新军全部的军实辎重，“车甲珍宝，不可胜算”，搬运了几个月都没搬完，最后只好将剩下的烧掉。
昆阳一战，刘秀以其卓越的战略眼光、无畏的勇气和临机决断的能力，创造了中国历史上着名的以少胜多的辉煌战例。此战，彻底摧毁了王莽新朝的主力部队，敲响了新莽政权覆灭的丧钟。刘秀之名，威震天下，不再仅仅是“刘伯升之弟”或那个“谨厚”的田舍郎，而是一位智勇双全、力挽狂澜的英雄将领。然而，巨大的声望，也为他带来了潜在的危机。更始帝刘玄及其身边的目光，开始更多地、且带着猜忌地，投注在这位迅速崛起的宗室将军身上。