公元25年， 刘秀在绿林军的协助下， 以武力击败了篡位的王莽， 夺得帝位。 刘秀身为西汉皇族， 故仍定国号为汉， 但建都洛阳， 年号建武， 是为汉光武帝。 建武二年， 光武帝下令全面改革王莽所实施的旧政策， 整顿吏治， 设尚书六人分掌国家大事， 以近一步削弱三公（太尉、 司徒、 司空）的权限；废除“官奴”；清查土地， 使人民生活逐步稳定下来。 到公元一世纪中叶， 经过光武帝、 明帝（58—76年在位）、 章帝（76—89年在位）三代的治理， 东汉王朝已经逐渐恢复了往日汉朝的强盛， 这一时期被后人称之为“光武中兴”。
公元89年， 汉章帝薨， 由年仅十岁的和帝刘肇即位， 年号永元。 因和帝年幼， 统治权利完全落于章帝皇后窦氏与其兄窦宪之手。 窦氏的专权引起了上下官吏的不满， 和帝于公元92年与宦官郑众等人合力诛灭窦氏， 郑众因功封侯。 自此， 宦官越来越甚地参与东汉的政治统治， 加之自和帝刘肇以来历代汉帝都宠信宦官， 及至桓帝（公元132—167年在位）、 灵帝（公元168—189年在位）年间， 宦官的权利已达到无以复加的地步， 形成东汉王朝后期的宦官与外戚专权的格局。
公元189年， 灵帝驾崩， 何太后临朝。 当时皇宫内宦官专权， 凉州董卓率兵入洛阳， 废皇子刘辩， 杀何太后， 立刘协为帝， 是为汉献帝。 事实上献帝即位后并无任何权利， 董卓独揽大权， 残暴专横， 使得各地官吏纷纷举兵反抗， 逐步形成了诸强割据的局面， 统一的王朝实际上已经不复存在。 后， 献帝又为曹操控制；公元220年， 曹操次子曹丕逼迫献帝让位， 东汉王朝宣布灭亡， 继之而来的是中国历史上又一个长期分裂的时期——三国时期。 。
东汉王朝在统治上沿用了许多西汉的方针与政策， 而且在一些方面做了调整与改革， 使之更加适于当时的社会状况。 在东汉前期， 政权进一步加强与地方势力的融和， 使国家趋于稳定， 在经济、 文化、 科学技术等方面都超过了西汉的水平。 公元105年， 蔡伦在前人的基础上改造了纸张的制造技术， 使我国的文字记录方式脱离了使用竹简的时代， 同时造纸术也作为我们熟悉的中国古代四大发明之一而流传至今。 东汉对后世的另外一项贡献是制陶业的发展， 它使中国彻底脱离了青铜时代的材料束缚， 把一些以前为豪门贵族专有的用品带入了寻常百姓家。
在自然科学方面， 以张衡为代表的东汉学术界， 有着很高的成就；张衡则以高超的工艺制造了“浑天仪”、 “地动仪”等科学仪器， 制造这些仪器的原理至尽仍被广泛使用。 另外， 东汉末年的名医华佗是有记载以来第一位利用麻醉技术对病人进行手术治疗的外科医生， 他创造的“五禽戏”是我国第一套体操性质的健身活动。
