击败赤眉军、消灭关东各方势力之后，刘秀决定平定陇西、消灭巴蜀的公孙述，以实现全国统一。
当时，河西、陇西、巴蜀分别被窦融、隗嚣、公孙述所占领。
刘秀采取了“先攻近处，后攻远处”的战略方针，决定先对付隗嚣，然后再对付公孙述。
公元30年春，刘秀命令耿弇、祭遵等将领率领军队，分多路进攻陇坻(今陕西陇县西北)。
隗嚣连忙派将领王元占领陇坻，以此阻止汉军的进攻。
汉军取道渭北平原，穿过陇山，向陇坻进攻，结果遭到惨败。
王元率军沿途追击，幸亏汉将马武带领精兵奋勇抵挡，汉军这才得以撤退。
公元31年秋，隗嚣率领三万兵马攻打安定(今甘肃镇原地区)，但在阴槃(今甘肃宁县一带)被冯异阻拦。
隗嚣又分兵攻取藉县(今甘肃天水地区)，但又遭到祭遵的阻击，最终只能无功而返。
就在这时，隗嚣的部下王遵投降了刘秀，被提升为太中大夫。
紧接着，刘秀逐渐集结陇西的将士，削弱了隗嚣的大军。
公元32年春，刘秀趁隗嚣不备，开始对他发动进攻。
他先命令来歙和祭遵率部队，攻击略阳(今甘肃庄浪地区)，以切断隗嚣的后勤补给线。
然而在此期间，祭遵因病回去，来歙只能率领2000多将士艰难前行，最终从回中(今陕西平凉一带)直接攻占略阳。
公元33年，隗嚣郁郁而终。
这一年8月，刘秀派来歙率领大军继续攻取陇西。
此时，陇西驻军士气已经十分低落。
公元34年秋，汉军击败了陇西军，王元带着少数兵马逃往蜀地，后来被公孙述留用。
这场平陇战役已经进行了四年，刘秀亲自出征，几乎动用了全部开国将领。
平定陇西后，汉军可以坐镇于陇西，分别进攻南方、西方、北方的公孙述、羌族部落和匈奴。
因此，这场战役为东汉王朝的大一统奠定了基础。
刘秀收复陇西后，开始计划消灭公孙述。
他深知巴蜀地区东临三峡、北靠巴山，易守难攻，因此制定了“水陆并进、先攻占成都”的战略方案。
他命令岑彭、大司马吴汉率领荆州军队，顺长江逆流向江西进军。
同时还派大将来歙率领陇西军队，自天水直取河池(今甘肃徽县西北)。
公元35年3月，刘秀命令大司马吴汉率领六万多兵卒，前往支援岑彭领导的东路军。
6月，来歙率领的北路军开始攻打蜀地，大败公孙述派来阻止汉军南进的王元、环安军，成功占据了河池、下辨(今甘肃成县一带)。
7月，岑彭开始进攻江州，占领了武阳(今四川彭山东)。
在此期间，为了进攻成都，他还命令精兵骑兵突袭巴蜀的中心地带——广都(今成都南)。
臧宫率领军队大败蜀军，蜀军众多将士被杀或溺水而死。
最后，除了延岑逃到成都外，十几万蜀军都归降了汉军。
汉军趁势追击，并在平阳俘虏了王元，迫使其最终归降了汉军。
接着，臧宫率领军队直扑成都。
不甘战败的公孙述，派人杀死了岑彭。
岑彭死后，刘秀命令吴汉接替他，继续率军讨伐蜀地。
公元36年，吴汉在鱼涪津(今四川眉山地区)击败了蜀将魏党、公孙永的部队，紧接着围剿武阳城。
公孙述调集军队前去支援，但援军全军覆没。
吴汉受刘秀之命，率领将士绕过诸县，直取广都，进入敌人的中心地区。
他命令快骑烧毁了成都市桥，切断了敌军的退路，蜀军得知后都十分惊恐。
7月末，冯骏占领江州，俘获了蜀将田戎。
之后，吴汉八次战胜蜀军，汉军也占领了成都的外城。
没过多久，汉将臧宫率领军队也赶到了成都城门外。
危急时刻，公孙述把召集来的五千人敢死队交给了延岑。
延岑假装攻打市桥，并派主力从侧面突袭汉军，吴汉战败。
这时，吴汉军中的粮食已经所剩无几，但他坚持不撤退。
11月，在成都西北的咸门，延岑率领敢死队顶住臧宫的大军，最终汉军三战三胜，彻底击溃了延岑军队。
与此同时，公孙述亲自率领几万兵马攻打吴汉，结果战败。
在这场战役中，公孙述因受重伤而死，无路可逃的延岑只好献城投降。
至此，汉军终于彻底消灭了蜀国。
这场灭蜀战役是中国战争史上，沿三峡进入四川，并巧妙运用江河的实际距离往返战斗的出色战役。
公孙述死后，巴蜀归降于东汉，此时的刘秀基本统一了天下。
