经过一段时间的招兵买马，刘秀在河北的实力大增，他开始集全力进攻王郎，刘秀的大军围住了邯郸附近的巨鹿城，这里有王郎的重兵把守。刘秀兵攻了一个多月仍未攻下。
此时，王郎却派兵抄了刘秀的后路，他们围攻了信都城，信都的大姓马宠偷开城门迎接敌兵。留守在这里的太守宗广及许多将领家属成了俘虏。
王郎就利用这些家属作为策反的砝码，其中重点策反对象是邳彤和李忠。王郎逼邳彤的父亲、妻子、弟弟给其写信，称：降就封侯，不降就灭族。面对家人性命攸关的来信，邳彤说：我既然决心跟随皇上就不能再顾家了，这样才能为国事做大事，不得再顾全私事了，坚决不降。
李忠曾经同任光坚守信都不降王郎，刘秀拜他为右大将军，很器重他，屡有特殊赏赐。李忠的母亲、妻子被迫写来劝降信。当时，那个偷开城门迎接王郎的马宠，他的弟弟正在李忠手下任校尉，李忠把他找来，指责他哥忘恩负义，把他杀了。周围的人都担心地说，你的家人现正落在他哥手上，你却要杀他，这不是置你亲人于死地吗，你太急了。李忠说：“若不杀他就说明我怂恿敌人，就说明我还有二心。”可见二人效忠刘秀态度之坚决。
刘秀知道了这件事，很感动，就让李忠用重金去招募吏民前去解救家属，而需要多少钱由我出。李忠表示不敢顾家。
刘秀又派任光带兵去救信都，结果无功而返，后来还是更始遣将攻破信都，使邳彤、李忠家属得救。经过这件事，刘秀深感根据地之重要，派李忠回信都任太守。
这时巨鹿围了很长时间，王郎担心有失，就派了倪宏、刘奉二将，率数万人救巨鹿，刘秀得知这一战机，就在路上设伏，但倪宏来势凶猛，刘秀打的不很顺利，准备退却。紧急时刻，景丹带上谷、渔阳骑兵突袭，骑兵如闪电般冲入敌人方阵，敌大乱，汉军转败为胜，斩敌数千人。刘秀对景丹说：“我原听说骑兵是天下最厉害的兵，今日见了你们在战场上的英勇，真是大开眼界，使人佩服啊。”
阻击战虽打胜了，但巨鹿仍难攻下。这时，耿纯向刘秀建议说：“老是在巨鹿纠缠，士兵疲惫，不如用主力去攻打邯郸城，倘若王郎被歼了，巨鹿不战自服了。”刘秀同意了，于是，留少许兵力牵制巨鹿，挥师向邯郸进发。
刘秀大军压到邯郸城下，王郎开北门与刘秀交战，战一次王郎失败一次。在这种情况下，王郎只好派谏议大夫杜威，持节与刘秀谈投降的事。
杜大夫来到了刘秀这里，摆出一副士大夫架式，口口声声说王郎是成帝的儿子，是名正言顺的天子，你们来进攻，是对天子的不敬等等。刘秀非常讨厌这种装腔作势的派头，想到王郎这个江湖骗子欺世盗名，几次险使自己命入黄泉，便毫不客气地说：“就是成帝现在又活了，天下也不是他的了，何况你这个骗人的王郎了。”
杜威见刘秀口气这么硬朗，不得不改口说：“那么，如果王郎献城投降了，你们要封他为万户侯，不然绝不投降。”
刘秀又想到王郎四处派兵围追堵截的情景，我这个堂堂大司马被逼的逃荒落难一般，途中饥寒交迫，几度险些送命，这口气怎能下咽，就说：“那不可能，能留个全尸已很不错了。”
杜威一听，气得血只冲脑门，觉得刘秀也太小看他们了。立即反驳道：“邯郸虽小，我们齐心合力固守，也能守个时日，我就不信难道连全尸都不保。”说完就忿忿然离去了。
王郎请降谈判失败后，刘秀加紧攻城。一连攻了二十多天，王郎手下眼看城池难保，少傅李立打开城门投降，邯郸城遂被刘秀所得。这在公元24年（更始二年）五月。王郎、刘林半夜逃走，刘林逃的快，跑掉了，王郎被王霸追上，一刀劈死，割下脑袋。至此，王郎集团彻底覆灭。王郎政权自公元23年12月建立到24年5月被灭，前后只存活了5个月。
士兵们打扫战场，在清理王郎的住处时，发现了许多过去郡守和将军写给王郎的私人信件。信件中有的说如何效忠王郎云云，这其中有些人现正在刘秀手下效力，他们当然很害怕刘秀得知他们曾私通王郎的事，怕引起猜疑。刘秀为了消除这些人的担心，对这些书信连看也不看，一把火烧了个精光。这一烧，那些曾经和王郎有私下交情的人才放下心来跟随刘秀做事。刘秀这么做，目的就是为了团结一切可以团结的人，由此也可看出刘秀的博大胸怀。
更始帝获悉王郎被灭后，心想河北王郎已灭，就除了心中大患，如果刘秀再留在那里必成后患，于是，立即派御史黄党持节前往河北。黄党受命，风尘仆仆来到河北对刘秀宣诏说：封刘秀为“萧王”，并悉令罢兵，让刘秀与诸将有功者回到更始帝的都城长安去。
原来早在此三个月前，刘玄已经把都城由洛阳迁到长安去了。与此同时，更始又任命苗曾为幽州牧，韦顺为上谷太守，蔡充为渔阳太守，而且立刻走马上任。显然，更始帝对于刘秀平王郎是即喜也忧，喜的是从此少了一个强劲对手，忧的是怕刘秀从此羽翼渐丰不好驾驭。所以一方面用王位去拉拢，又令其罢