地皇四年(23年)三月，王莽得知汉军已经立刘玄为帝，王莽极为惊恐，命令太师王匡、国将哀章、司命孔仁、兗州牧寿良、卒正王闳、扬州牧李圣亟进所部州郡兵凡三十万众，迫措青、徐盗贼，前去镇压赤眉军。又命纳言将军严尤、秩宗将军陈茂、车骑将军王巡、左队大夫王吴亟进所部州郡兵凡十万众，迫措前队丑虏，镇压汉军（前队指南阳）。
王莽当时还幻想利用声威将汉军吓散，声称“前以虎牙将军东指则反虏破坏，西击则逆贼靡碎”。想一口吃掉绿林和赤眉两股力量，知道不可能后，他又变更计划，遣大司空王邑驰传之洛阳，与司徒王寻发众郡兵百万，专门攻打汉军。
三月到四月，刘秀与王常等别攻颍川，下昆阳（叶县）、郾、定陵，这些城市都在宛城以北，扇面形分布。汉军继续扩张战果，得到大量牛马财物，谷数十万斛，转运到宛城下。
汉军势力浩大，宛城岌岌可危，王莽得知后更加恐慌，立即实施百万大军方案，派遣大司空王邑驰传令到洛阳，与司徒王寻发众郡兵，号曰“虎牙五威兵”，征通兵法六十三家数百人，并以为军吏，各带书籍，兵器，将领。倾仓库之所有，调派州郡精兵四十二万。旌旗辎重，千里不绝，自古出师未尝有也。
王莽又找来一个巨人，名巨毋霸，高过丈，腰有十围。据说此人出于蓬莱，轺车载不了，三马拉不动，要大车四马。说他睡觉用鼓当枕头，吃饭用铁棍当筷子。举贤者韩博说此人可以用于威震胡人。王莽厌恶韩博讥讽之语，把韩博下狱处死。军情紧急，他把巨毋霸改名为巨母氏，也派出去镇压汉军。更新奇的是王莽用一群野兽来助战。
虎豹犀象一起出动，以助军威。野兽难训，平常在马戏团可以，但很难用在战场上，只会乱了自己。
五月，王邑、王寻到颍川，和严尤﹑陈茂会合。严尤曾经见过刘秀，又听说刘秀不取财物，只喜谈论军事谋略，严尤笑道：“是美须眉吗？为何也这样了！”。莽军虽屡遭败仗，但还是很轻视汉军。
六月，大军从洛阳出发到颍川，进攻宛城要经过昆阳，这时昆阳已经被汉军占领。王邑、王寻主张拿下昆阳再走。严尤劝道：“称尊号者在宛城，应该急进，打败汉军主力，各城自破。”王邑却说：“百万雄兵，所过当灭，今天要屠此城，踏着血前进，前歌后舞，多痛快啊！”于是命令先围攻昆阳。
按南阳一带地理，莽军用兵甚为不当，当年楚国吞并申国，在申城（宛城）东北，方城山构筑缯关要隘，建长城绵延千里，这就是有名的楚方城长城，楚国凭此与齐、晋争霸，南北对峙了数百年。所以即便昆阳被莽军攻下，但是汉军一旦拿下宛城就控制了整个南阳盆地，隔断南北，北守南攻，足以坐大。可见王邑、王寻不会用兵。
刘秀带几千人在昆阳北边阳关聚巡查，正遇新莽大军，汉军见新莽军太盛，不待命令转身就逃。一口气逃回到汝水上，各个灰头土脸，疲惫至极，刘秀用手像澡盆一样捧着水，洗去须眉尘垢。刘秀很幽默，对将军傅俊说：“今日太疲惫了，诸卿难道不累吗？”。回到昆阳，将领们一个个惊魂未定，担心妻子孩子，纷纷说难以抵挡，散归各城算了，看来王莽的精神战已经把他们压倒了。
但刘秀不同，有大局观念，他认为即便昆阳守军全体牺牲，能多拖住一天对全局都是有利的，在这关键时刻必须舍身取义。他力排众议说道：“现在兵少粮少，敌人强大，大家一起抵抗，也许还能立功，如果各自分散，谁也不能保全。而且宛城没有攻下，不能来救援我们，昆阳一旦被攻破，一日之内，诸部都被消灭了。现在你们不同心协力，共举功名，反到想守着妻子财物吗？ ”诸位将领素来不服刘秀，他们认为刘秀“素日小敌怯，何来大敌勇？今天这是在说大话。”怒道：“刘将军何敢如是？”，刘秀见状，一笑置之，起身而去。
诸将议论半天不定，突然候骑来报，大军马上就到城北了，连军有数百里，看不见尾。诸将无奈，只好又请回刘秀。这回他们一点主意都没有了，刘秀怎么说，他们怎么听。
这时城中共有八九千人，刘秀让成国上公王凤﹑廷尉大将军王常留守，乘黑夜自己带着骠骑大将军宗佻﹑五威将军李轶、偏将军邓晨等十三骑，出城南门，调集援兵。新莽军在城下已经有十万之多，出城很危险，刘秀等人靠黑夜掩护，乘着新莽军刚到，立足未稳，围城不严，乘乱混出去。
严尤再次建议说：“昆阳虽小，但是很坚固，宛城是汉军主力，我们先打败汉军主力，昆阳自服。”王邑还是拒绝说：“上次我以虎牙将军的身份围困翟义，没有生擒之，被皇上责备，今天带着百万之众，遇到城却不能攻下，能吗？”于是新莽军围城数十重，列营寨数百，使用十余丈的云车俯瞰城内，乱箭奇发，城里人打水都要扛着门板。新莽军又用冲车撞城门，又挖掘地道。城内王凤等人本来就没有信心，这时更是吓破了胆，请降。但王邑不许，他认为如此强大的兵力打下昆阳只在须臾片刻之功，决心 屠 城 立 威，从精神上彻底打垮反叛，从此就可“不战而屈人之兵了”。但这反倒逼得汉军一心一意死战求活了。
严尤又说：“‘归师勿遏，围城为之阙’，我们按兵法用计，把这些人放出去，震慑宛城汉军主力。”王邑却着了魔了，自以为有如此强大的兵力，有什么事干不了的？还用什么兵法啊？王邑、王寻和王莽一样都是“腐儒”货色，不会用兵，也不懂军威来自战斗力，太迷信“声威”之类虚的东西了。
物极必反，骄兵必败。这些成语就是为王邑准备的。这时，老天也告警了，夜里有流星坠营中，昼有云如坏山，当营而陨，不及地尺而散，吏士皆厌伏。《续汉志》说：“云如坏山，谓营头之星也。占曰：'营头之所坠，其下覆军杀将，血流千里。” 昆阳一时打不下来，又出不祥之兆。新莽军士气开始低落了。
再说刘秀，刘秀到昆阳附近的郾、定陵搬兵来救昆阳，这里的将领都贪恋财宝，想当守财奴。刘秀说：“今天如果破了敌人，珍宝百万倍，立不朽之功，如果失败了，脑袋都没了，还要财宝干什么？”众人最后听从了他。但是这两县兵马能调出的不过几千人，刘秀能领他们来，很不简单，他本人即便有决心，但是这些队伍又怎会不害怕？去“以卵击石”呢？
参加昆阳战役的舂陵军将领有：邓晨、李轶、王霸、任光、傅俊、赵憙，绿林将领有王凤﹑马武、王常。前面讲过灌夫和刘崇的故事，这时所以派刘秀、李轶去征调援军，恐怕郾、定陵两县都是舂陵子弟兵，这些人义气千秋，甘愿同生共死。绿林响马不行，利则相聚，利尽则散，变节投降，不以为耻。
经过蓝乡战役，刘秀军事才干增长很快，小敌怯，大敌勇。这是他作战不同凡响之处。六月己卯，刘秀带援兵来到昆阳城下，见新莽军正进攻昆阳，“旗帜蔽野，埃尘连天，钲鼓之声闻数百里。”见到这阵势，有谁不害怕的？在这危急存亡之时，指挥员的表率作用尤其可贵，必须给众人树立信心，榜样的力量是无穷的。
刘秀很明智，知道诸将有恐惧心理，所以自己只带了步骑千余，前去大军四五里列阵。 王寻、王邑听说汉军来了一千人，更是“意气甚逸”，很轻视，于是他们只派了几千人前来应战。
两阵对圆，刘秀一马当先，来回奔跑，斩首数十级，勇敢、体力、智慧、技巧集于一身。刘秀如此厉害，莽军如此无能，一下就把汉军士气鼓舞起来了。诸将喜曰：“刘将军平生见小敌怯，今见大敌勇，甚可怪也，且复居前。请助将军！”。汉军一起冲击，莽军退却，汉军追杀，斩首数百千级。连着打了几个胜仗，逼近莽军大营。
在这天的战斗结束后，刘秀让人持假信射入城中，称宛城已克，援兵已到，又故意遗失一份给莽军得到，莽军军心开始浮动，昆阳守军则义气昂扬准备决战了。
经过这几次交手，刘秀发现了莽军的弱点，莽军人数虽多，但是士气低落，部署混乱，指挥不灵，骄傲麻痹，只想着攻城却没有任何防御措施，到处都有空隙可钻。汉军竟可跨过莽营和昆阳守军取得联络，刘秀还发现从城西水道可以直捣莽军中营。
“兵不在多而在精”，打仗不能靠人多，要靠勇敢、士气。连胜之后，汉军士气大振，“胆气益壮，无不一当百。”纷纷请战。章帝时编撰《白虎通》论道：“一人必死，十人不能当；百人必死，千人不能当；千人必死，万人不能当；万人必死，横行天下。”于是刘秀选出敢死者三千人，利用夜暗掩护，由河道走，企图从城西水上冲其中坚。第二天凌晨，王寻﹑王邑突然接到战报，城西水上出现汉军。王寻、王邑虽然吃惊，但是很快镇静下来，判断汉军人数不多。命令诸营都按部不要乱动，自己独带万人应战。
但莽军遇到的是万人不能当的三千敢死队。莽军最大的问题是精神准备不足，因为人数多，反而有依赖心理，不想拼命，当然打不过汉军了，很快这一万人大军就崩溃了。
这时莽军人多的劣势充分暴露了，军队多，指挥通讯协调就十分难办，为了避免混乱，自相干扰，王寻﹑王邑命令各部不许妄动。在大军崩溃之时，又无法及时传出命令。
各军不敢擅自相救，眼睁睁看着汉军乘胜杀死王寻，这下莽军失去指挥了，更加混乱。昆阳城中又出兵参战，王邑弃军而逃，莽军再无法组织，阵头云、流星坠先前的失败主义心理暗示开始起作用了，兵败如山倒，一败全败，崩溃之后，恐慌像瘟疫一样蔓延，传递给战场上的每一个人，谁能经受得了这种群体性的心理指向，每个人又都成了三极管，将恐惧传播和放大，人越多恐惧感放大得越厉害，远远超过敌人所能造成危害的极限。这就是群体心理学的奥妙。英国军事理论家富勒说：“把已经溃败的敌军，投掷在尚未溃败的敌军头上，这是使后者组织崩溃和士气瓦解的最有效的方法。”说实话，莽军必非都是乌合之众，比如这四十万大军就有精锐的波水将军窦融指挥的部队。但是，大军崩溃之后，再精锐的部队，也想不到会遭到自己人从四面八方来的冲击，总不能对友军打开杀戒吧。同样道理，在这场战役中，刘秀本人的大无畏英雄主义气概起了突出作用，由点带线，由线带面，由个人英雄主义带动起集体英雄主义精神。将勇气、敢死精神传递给每一个汉军，这时懦夫也变成了勇士。刘秀本人的突出表现，正说明了儒家之“勇”不同凡响，这种“勇”来自信仰，而不是来自贪婪。这就是“大勇”，“虽千万人，吾往矣”，到了关键时刻必须表现出的大义凛然。
同理，从红军到八路到解放军能打胜仗的重要因素就是共 产 党员的先锋带头作用。如果共 产 党腐朽了，那么军队就成了乌合之众。
正在这时，天公又开始发威，大风蜚(飞)瓦，雨如注水，滍川盛溢，莽军恐惧加上悲号，如同天塌一般，连带来的虎豹也吓得股栗，士卒争着逃命，溺死者以万数，水为不流，莽兵互相践踏，王邑﹑严尤﹑陈茂轻骑踏着死人渡水而去，一口气跑了百里才停下。王邑回到洛阳只剩下长安勇敢数千人。严尤﹑陈茂逃到汝南，投降了新起兵自立为天子的刘望，后来被更始部将所杀。
汉军战果辉煌，“尽获其军实辎重，车甲珍宝，不可胜筭，举之连月不尽，或燔烧其余。”
昆阳之战，彻底消灭了新莽军主力，与此同时，宛城守将岑彭因城中断粮人相食，投降了汉军。各地闻讯纷纷树立反莽大旗，关中盗贼并起，王莽政权岌岌可危了。
