霍光輔政以來，首先遭遇到的挑戰來自同為輔政大臣的上官桀，以及漢武帝之子，燕王劉旦。上官桀為了謀取漢朝的最高權力，取代霍光，依附於昭帝的姐姐盍長公主。而燕王劉旦，則因比昭帝年長而不得嗣立，心懷不滿；另一位輔政大臣、御史大夫桑弘羊認為在漢武帝時期制定過鹽鐵專營的政策，使國家富強起來，功勞無人可比，不甘居於霍光之下，因此產生了推翻現政權，由他與上官桀來主政的慾念，於是與燕王劉旦勾結起來。這就形成了以長公主和燕王劉旦為首的兩股政治勢力。
他們襲用「清君側」的故伎，令人以燕王旦的名義上書昭帝，捏造說：霍光擅自調動所屬兵力，是為推翻昭帝，自立為帝，並聲稱燕王劉旦為了防止奸臣變亂，要入朝護衛。上官桀企圖等到霍光外出休假時，將這封奏章送到昭帝手中，而後再由他按照奏章內容來宣佈霍光的「罪狀」，由桑弘羊組織朝臣共同脅迫霍光退位，從而廢掉漢昭帝。出乎他們意料的是，當燕王劉旦的書信到達漢昭帝的手中後，就被漢昭帝扣壓在那裡，不予理睬。次日早朝，霍光上朝，也已得知上官桀的舉動，就站在張貼著那張漢武帝時所繪「周公負成王圖」的畫室之中，不去朝見昭帝，以此要求昭帝表明態度。漢昭帝見朝廷中沒有霍光，就向朝臣打聽，上官桀乘機回答說：「因為燕王告發他的罪狀，他不敢來上朝了。」昭帝十分平靜，隨即召霍光入朝，果斷地說：「我知道那封書信是在造謠誹謗，你是沒有罪的；你要調動所屬兵力是最近的事情，遠在外地的燕王劉旦怎麼可能知道呢？況且，你如果真的要推翻我，那也無須如此大動干戈！」上官桀等人的陰謀被十四歲的昭帝一語揭穿，所有在朝大臣對昭帝如此聰明善斷無不表示驚歎，霍光的輔政地位得到了穩固，隨後又一舉擊敗了上官桀等人發動的政變。
公元前74年，聰慧的昭帝病逝，年僅二十一歲。霍光經與大臣協商，決定立劉賀為帝。誰知，劉賀荒淫無道、日益驕橫。霍光與大司馬密謀廢黜劉賀，改立聰明賢德的漢宣帝，使漢室轉危為安。
霍光忠於漢室，老成持重，又果敢善斷，知人善任，其政治膽略可與蕭何相比；他改變武帝末年急征暴斂、賦稅無度的政策，不斷調整階級關係，與民休息，使漢代的經濟出現了又一個發展時期。
西漢滅亡
武帝的兒子昭帝繼承他父親的方針，繼續實行無為政治，發展經濟，使西漢達到了鼎盛時期。經過昭帝、宣帝兩代三十八年的「無為而治，與民休息」，西漢王朝的國力增強，但與此同時地方勢力也隨之增強，嚴重地影響了皇權的統治。自元帝起，至成帝、哀帝、平帝在位年間，皇帝對政權的統治力量已大不如以前。至劉嬰即位，朝權已盡落於外戚王莽之手。公元8年，王莽篡奪皇位，建立新朝，西漢滅亡。
漢高祖至漢文景時期，國家經濟實力直線上升，成為東方第一帝國，是當時與西羅馬並稱的兩大帝國。而到了漢武帝時期，漢帝國已經成為世界上最強大的國家。張騫出使西域首次開闢了著名的「絲綢之路」，開通了東西方貿易的通道，使我國在此後一千多年都是世界貿易體系的中心。此外，漢代還是中華民族發展史上的一個重要時期，中華民族的核心—漢族就是在這一時期出現的。自秦始皇統一六國後，原戰國時各國的文化便相互滲透融合，到西漢時中華地區在典章制度、語言文字、文化教育、風俗習慣多方面都逐漸趨於統一，構成了共同的漢文化。從此中華地區的各族就出現了統一的漢族。正是因為漢朝的聲威遠播，外族開始稱呼中國人為「漢人」。「漢」從此成為華夏民族永遠的名字。
綠林、赤眉農民起義
西漢末年，土地兼併愈演愈烈。大批農民喪失土地，多數淪為流民或奴婢。王莽改制使社會矛盾進一步激化。公元18年，山東琅琊人樊崇，在莒縣（今山東莒縣東北）集合饑民百餘人起義。他們佔據泰山，附近農民紛紛響應，不久起義隊伍猛增至數萬人。他們以泰山為中心，轉戰山東，到處捕殺官軍，沒收地主財物，嚴懲惡霸地主。這支起義軍屢敗王莽的軍隊。為了和王莽軍隊區別開來，他們把眉毛塗上紅色，因此被稱為「赤眉軍」。赤眉軍紀律良好，受到農民的擁戴，聲勢越來越大。在赤眉軍起義的同時，全國農民起義軍還有二十多支。其中力量最強的一支，是新市（今湖北京山）人王匡（與王莽太師同名）、王鳳領導的隊伍。他們以綠林山為基地，因此被稱做「綠林軍」。公元23年5月，綠林軍已發展到十萬人。經過昆陽之戰後，他們攻入長安，推翻了王莽政權。後來綠林軍逐漸腐化，赤眉軍被劉秀所滅，劉秀建立東漢政權。
光武中興
新朝王莽末年，漢景帝后裔劉秀起兵反對王莽，艱難奠定中興之基。公元25年，劉秀在綠林軍的協助下，以武力擊敗了篡位的王莽，奪得帝位。劉秀身為西漢皇族，因此仍定國號為漢，但建都洛陽，年號建武，是為漢光武帝，史稱東漢。
劉秀在位期間，以文治國，重視教育，興辦學校，他還親自到太學講論經學，對東漢一朝文化的發展起了積極的推動作用。劉秀在政治上改革的重要一項是加強中央集權，特別是提高皇權。他加強了對地方行政機構和官員監察，使中央更好地控制和監督地方行政系統。他精簡官僚機構，減少了國家的財政支出，間接地減輕了人民的負擔。這為後世提供了一個好的範例。
經過光武帝、明帝、章帝三代的治理，東漢王朝已經逐漸恢復了往日漢朝的強盛，這一時期被後人稱為「光武中興」。在章帝后期，外戚竇氏日益跋扈，為東漢的衰落埋下伏筆。
宦官和外戚的爭鬥
公元88年，三十一歲的漢章帝突然駕崩。年僅十歲的劉肇即位，是為漢和帝。但是實際上都是竇太后操縱朝政，國家政治日益腐敗。竇氏的跋扈引發和帝的不滿，不久，十四歲的和帝成功抓捕外戚竇憲，外戚勢力開始衰弱。但是之後和帝信用宦官，形成東漢王朝後期宦官與外戚專權的格局。桓帝繼位以後，梁氏外戚專權，跋扈將軍梁冀胡作非為，政治更加黑暗，很多官僚、士人投身到反對外戚、宦官的鬥爭中來。
在反對梁冀專權的鬥爭中，出現了很多敢於直言、不畏強暴的官僚、士人。如質帝死後，在圍繞立帝的問題上，太尉李固和杜喬面對梁冀意氣洶洶，而言辭激切的蠻橫態度，堅持主張立年長有德、明德著聞的清河王劉蒜為帝。桓帝劉志即位後，李固、杜喬被梁冀羅織罪名，下獄處死。梁氏外戚被誅滅後，宦官集團獨霸朝政。白馬令李雲公開露布上書，揭露宦官統治官位錯亂，被逮捕下獄。弘農郡五官椽杜眾對李雲的忠諫行動十分讚賞，上書表示願意與李雲同日死。李固、杜喬和李雲、杜眾的鬥爭，得到了社會的普遍同情，名滿天下。
繼前後李、杜之後，司隸校尉李膺成為反對宦官集團鬥爭中的領袖人物。宦官張讓的弟弟張朔為野王令，因貪殘無道畏罪躲到張讓的家中。李膺親自率領吏卒到張讓家中將其捕獲法辦。此後，宦官稍有收斂，李膺聲譽更高，人們以受到他的接待為榮，稱為登龍門。儘管李膺等官僚、士大夫在反對宦官集團的鬥爭中取得了一些勝利，但握有實權的宦官集團決不甘心自己的失敗，他們終於在桓帝延熹九年（公元166年）開始反撲了。
當時，河內郡人張成以占卜吉凶結交宦官。據說他推算到將要大赦，便故意令其子殺人。任河南尹的李膺將其捕獲後不久，朝廷果然大赦。李膺非常憤怒，不顧詔令，將其處死。宦官集團以此為借口，唆使張成的門徒上書，控告李膺等人收買太學生，串連郡國學生，結成死黨，誹謗朝廷，擾亂社會風俗。早已被宦官集團控制的桓帝大怒，下詔逮捕黨人，有兩百多人受到牽連。李膺在獄中供辭故意牽連宦官子弟，宦官害怕受到牽連，加之太尉陳蕃極力勸諫，外戚竇武也上書請求，桓帝才宣佈赦免黨人不再治罪，但仍將其全部罷官歸家，並終身禁錮，永不錄用。這就是第一次黨錮之禍。
桓帝死後，靈帝繼位，太后父竇武以大將軍身份輔政。竇武不滿於宦官專權，解除黨錮，起用被禁錮的黨人，並與陳蕃密謀誅除宦官勢力。但因事洩，竇武、陳蕃等反為宦官所害。建寧二年（公元169年），宦官侯覽使人誣告張儉結黨謀反，曹節乘機上奏搜捕黨人，黨錮之禍再起，李膺、杜密、范滂等百餘人俱被處死，其他因陷害、牽連者六七百人，分別被流放、禁錮和處死。熹平元年（公元172年）竇太后死，有人在洛陽朱雀門書寫反對宦官的文字，稱曹節、王甫幽殺太后，宦官集團再一次大捕黨人及太學生至千餘人，凡與宦官有矛盾和過節的人，也都被牽連在內。熹平五年（公元176年），永昌太守曹鸞上書，為黨人申冤，觸犯宦官忌諱，復操縱靈帝再次下詔，凡黨人的門生、故吏、父兄子弟甚至五服以內的親屬，都一律免官禁錮。這就是第二次黨錮之禍。第二次黨錮之禍持續了十幾年，直到黃巾大起義，東漢朝廷才於中平元年（公元184年）宣佈解除黨錮、赦免黨人，起用他們鎮壓起義軍。
黃巾起義
東漢末年，宦官專政，橫徵暴斂，豪族大地主瘋狂兼併土地，農民大量破產逃亡。冀州鉅鹿（今河北平鄉西南）人張角創立「太平道」，自稱「大賢良師」，以傳道和治病為名，在農民中宣揚教義，進行秘密活動。十餘年間，徒眾達十萬，遍佈青、徐、幽、冀、荊、揚、兗、豫八州，分為三十六方，大方萬餘人，小方六七千人，每方設一渠帥，由他統一指揮。張角廣泛傳播「蒼天已死，黃天當立，歲在甲子，天下大吉」的讖語，又在各處府署門上用白土塗寫「甲子」字樣，作為發動起義的信號。公元184年（甲子年），張角相約信眾在3月5日以「蒼天已死，黃天當立，歲在甲子，天下大吉」為口號舉行起義。
在起義前一個月，張角的一名叫做唐周的門徒告密，官兵大力逮殺信奉太平道的信徒，株連上千人，並且下令追捕張角。由於事出突然，張角被迫提前一個月在2月發難，史稱黃巾起義或黃巾之亂。因為起義者頭綁黃巾，所以被稱為「黃巾」或「蛾賊」，張角自稱「天公將軍」。張寶、張梁分別為「地公將軍」、「人公將軍」在北方冀州一帶起事。他們燒燬官府、殺害吏士、四處劫掠，一個月內，全國七州二十八郡都發生戰事，黃巾軍勢如破竹，州郡失守、吏士逃亡，朝廷震驚。
起義初期，黃巾軍的主力分散在鉅鹿、穎川、南陽等地，他們各自為戰，攻城奪邑，焚燒官府，取得了很大勝利。與此同時，各地還出現了許多獨立的農民武裝。但黃巾軍各自為戰，缺乏戰鬥經驗，加上當友方有難時，各軍都不會相救，以致東漢王朝能集中兵力各個擊破。穎川、陳國、汝南、東郡和南陽的黃巾軍相繼失敗。冀州黃巾軍在張角病死後，由張梁統率固守廣宗。同年10月，皇甫嵩率官軍偷襲黃巾軍營，張梁陣亡。三萬多黃巾軍慘遭殺害，五萬多人投河而死，張角被剖棺戮屍。之後不久，張寶也在曲陽陣亡，十餘萬黃巾軍被殺害。之後，黃巾餘部和各地的農民武裝，仍然堅持鬥爭。青州黃巾一度發展到擁眾百萬。後來因作戰失利，被迫接受曹操的收編。曹操平定冀州時，張燕領導的黑山軍也投降。
黃巾軍共經歷了七個月的英勇鬥爭，沉重打擊了豪族大地主階級，動搖了東漢王朝的統治。
東漢滅亡
由於政治經濟的穩定，東漢的手工業、商業、人文藝術以及自然科學都得到長足的發展。隨著科學技術的提高，以冶金、紡織為主的西漢手工業的生產效率大大提高。手工業的發展促使商業繁榮起來，以長安為中心形成了許多商業城市，並通過絲綢之路開啟了與西亞諸國的外交、商貿等方面的交流。東漢在經濟、文化、科學技術等方面都超過了西漢的水平。蔡倫在前人的基礎上改造了紙張的製造技術，使我國的文字記錄方式脫離了使用竹簡的時代，同時造紙術也作為我們熟悉的中國古代四大發明之一而流傳至今。東漢對後世的另外一項貢獻是制陶業的發展，它使人們徹底脫離了青銅時代的材料束縛，把一些以前為豪門貴族專有的用品帶入了尋常百姓家。同時，東漢在醫學、自然科學等方面也取得了讓世人矚目的成就。
公元189年，靈帝駕崩，何太后臨朝。當時皇宮內宦官專權，涼州董卓率兵侵入洛陽，廢皇子劉辯，殺何太后，立劉協為帝，是為漢獻帝。董卓獨攬大權，殘暴專橫，使得各地官吏紛紛舉兵反抗，逐步形成了諸強割據的局面，統一的王朝名存實亡。後來，獻帝又為曹操控制。公元220年，曹操次子曹丕逼迫獻帝讓位，東漢王朝宣佈滅亡，繼之而來的是中國歷史上又一個長期分裂的時期—三國時期。