伏波将军马援有一个侄女，嫁给王莽的远房侄子王磐为妻。马援活着的时候，就很不喜欢王磐和那些达官显贵交往，担心他迟早有一天会出事。别人似信非信，总以为那些王子势力强大，应该没有什么问题。哪知那被废的郭皇后于建武二十八年(公元52年)六月死后，便有人上书皇帝，说王磐和王肃父子二人本是漏网之鱼，不思悔改，反而成了王侯的座上宾，这样下去恐怕会生出事端，要早加提防。
刘秀十分愤怒，下令抓捕王磐父子以及那些王子的宾客，有一千多人因此事受到牵连，被关进大牢。后来又出了一件大案，牵连到王磐父子。从前，刘玄兵败时，刘秀曾经封其子刘鲤为寿光侯。刘鲤却记着父仇未报，迁怒刘盆子兄弟，将刘盆子之兄刘恭刺死。刘鲤和郭后之子、沛王刘辅向来友善，刘鲤犯罪下狱时，沛王也一同下狱。刘秀恨上加恨，于是将王磐父子及那些宾客，一齐处死。沛王刘辅被关进大牢后，经人极力求情，才被释放出来。刘秀下令让那些王子回到封地，不准在京城逗留。
皇太子刘庄渐渐长大成人了，刘秀准备给他选一些老师，辅导太子。群臣都推荐太子的舅舅原鹿侯阴识，只有博士张佚反对，他说：“现在册立太子，究竟是为了谁呢？如果是为了阴氏一门，阴侯便可以做太子的老师;如果是为了天下，则应该选用天下贤才！”刘秀点头称善，当即拜张佚为太子的老师，张佚当仁不让，接受了这个职位。刘秀另外任命博士桓荣为太子少傅一缺。桓荣是荣沛郡人，资格和声望比张佚还高，少年时游学长安，十五年都没有回过家乡，也是一个饱学之士。
建武三十年(公元54年)春，刘秀下令东巡，走到济南，随行的大臣建议皇帝在泰山举行封禅大典，刘秀认为这不过是沽名钓誉的举动，没有同意这样做。
建武三十二年(公元56年)正月，刘秀偶然读起《河图会昌符》一书，看见书上有这样的谶语：“赤刘之九，会命岱宗”，顿时迷信起来，想起上次东巡时群臣劝他封禅一事，认为是天意要他如此，于是命虎贲中郎将梁松和司空张纯等人准备封禅的事情。选定了黄道吉日后，大队人马浩浩荡荡地出了洛阳，来到东岳泰山，仿照从前的制度封禅，在石碑上刻了许多歌功颂德的套话。封禅完毕后，张司空骤然得病，医药无效，三五天后便一命呜呼。刘秀有些扫兴，匆匆回到京城。
既然举行了封禅大礼，就不得不按照惯例大赦天下，免去泰山郡一年的田租;四月臆，又改本年为中元元年。这年六月升太仆冯鲂继任司空没多久，司徒冯勤又一病不起，刘秀更加惆怅，直到冬天才封司隶校尉李欣为司徒。这时候，一些歌舞升平的话也在四下流传，于是刘秀又亲自前去祖庙祭祀，在北郊修筑方坛，昭示天下。
当初刘秀相信所谓的谶文，才做了皇帝，现在却渐渐对那些谶文不满意起来。给事中桓谭不知好歹，贸然上书规劝皇帝，结果惹得刘秀大怒，桓谭吓得不轻，叩得头上流血，刘秀才稍稍平息了怒气，将他降为六安郡丞。桓谭也只得怏怏上任。还有大中大夫郑兴，也因为刘秀迷信谶文而直言相劝，一直没有受到重用，后来被侍御史弹劾，说他出使成都时私买奴婢，于是被贬回开封原籍养老。郑兴喜欢古学，精通《左氏》《周官》，擅长天文和数学，后来朝廷多次请他出山为官，郑兴始终不肯答应，最后寿终正寝。
中元二年(公元57年)，光武帝已经六十二岁，还亲自主持朝政。太子刘庄常常暗示他颐养天年，刘秀却乐此不疲。但毕竟刘秀已经年老力衰，到了这年二月间，刘秀病重不治，在南宫前殿中寿终归天。
刘秀去世后，太子刘庄即位，是为汉明帝。明帝此时已经三十岁。明帝下令命太尉赵熹主持丧事。刘秀生前曾有遗言：自己死后一切后事都要从俭，不得浪费。当时，各地的王子纷纷前来奔丧，和新皇帝同坐一席。那些藩国的官吏也能够随便出入宫廷，完全忽视皇室的礼仪和威严。太尉赵熹仗剑上殿，扶下那些王子，让他们分清尊卑;又派人监视藩国的官吏，整肃礼仪，不准擅自出入。
光武帝刘秀总计在位共三十三年，从舂陵起兵至今，历经艰险，削平群雄，终于光复了汉朝。刘秀智勇双全，天下平定后弃武从文，崇尚气节，讲求经义，是汉朝少有的贤明皇帝。