，牛邯隨即歸降，光武帝任命他為太中大夫。於是隗囂的十三位大將、十六個屬縣、十萬多士兵，全部歸降漢朝。
隗囂帶著妻子兒女逃奔西城，投靠楊廣，而田弇、李育則率軍堅守上邽。略陽的包圍得以解除，光武帝慰勞賞賜來歙，特意為他單獨設座，位置在眾將之上，又賞賜來歙的妻子一千匹絲帛。
光武帝率軍進抵上邽，下詔給隗囂說：“如果你束手歸降，親自到我麵前請罪，我們父子還能相見，我保證你沒有性命之憂。如果你想做黥布那樣反叛的人，也隨你便。”隗囂始終不肯歸降，光武帝於是殺掉了他的兒子隗恂。
光武帝派吳漢、岑彭率軍包圍西城，耿弇、蓋延率軍包圍上邽；又將四個縣的封地賜給竇融，封他為安豐侯，封他的弟弟竇友為顯親侯，河西五郡的太守也都被封為列侯，然後讓他們返回河西，鎮守各自的轄區。
竇融因長期獨自鎮守一方，心中感到不安，多次上書光武帝，請求派人接替自己的職位。光武帝下詔說：“我和將軍就像左右手一樣，你多次謙讓推辭，難道不明白我的心意嗎！儘力安撫士大夫和百姓，不要擅自離開你的部眾！”
潁川郡的盜賊聚眾起兵，攻陷所屬各縣，河東郡的守軍也發動叛亂，京師洛陽震動。光武帝聽說後，說：“我後悔沒有采納郭憲的建議。”
秋季，八月，光武帝從上邽日夜兼程，向東疾馳返回洛陽，給岑彭等人寫信說：“如果西城、上邽兩座城池被攻下，你們就率軍向南，攻打蜀地的公孫述。人最可悲的就是不知足，已經平定了隴地，又想謀取蜀地。每次出兵征戰，都讓我頭發變白！”
九月初一，光武帝回到洛陽皇宮。他對執金吾寇恂說：“潁川郡靠近京師，應當儘快平定。我想隻有你能平定叛亂，你從九卿之位複出，為國家分憂，可以嗎？”
寇恂回答說：“潁川的盜賊聽說陛下忙於征伐隴地、蜀地，所以才趁虛作亂，蠱惑百姓。如果他們聽說陛下親率大軍南下，必定會惶恐畏懼，束手歸降，臣願意手持兵器，擔任先鋒。”光武帝采納了寇恂的建議。
九月初六，光武帝率軍南征潁川，潁川的盜賊全部歸降。寇恂最終沒有接受潁川太守的任命，百姓攔著道路說：“希望陛下再把寇君借給我們一年。”光武帝於是留寇恂在長社縣，鎮守安撫官吏和百姓，收降殘餘的盜賊。
東郡、濟陰郡也有盜賊起兵，光武帝派李通、王常率軍攻打。因東光侯耿純曾擔任東郡太守，在衛地威望卓著，光武帝派使者任命他為太中大夫，讓他和大軍會師東郡。東郡的盜賊聽說耿純進入境內，九千多人都向耿純歸降，大軍沒有交戰就返回了。光武帝又用璽書任命耿純為東郡太守。
九月二十四日，光武帝從潁川回到洛陽皇宮。
安丘侯張步帶著妻子兒女逃奔臨淮郡，和弟弟張弘、張藍想召集舊部，乘船渡海出逃。琅邪太守陳俊率軍追擊，斬殺了張步兄弟。
冬季，十月二十二日，光武帝抵達懷縣；十一月十二日，返回洛陽。
楊廣去世，隗囂陷入窮途末路的境地。他的大將王捷獨自駐守戎丘，登上城樓，向漢軍呼喊說：“為隗王守城的將士，都抱定必死的決心，沒有二心。希望漢軍儘快收兵，我願意以死明誌。”說完就拔劍自刎而死。
起初，光武帝曾告誡吳漢說：“各郡的士兵駐守西城，隻是白白消耗糧食，如果有士兵逃亡，還會動搖軍心，應當全部遣散。”吳漢等人貪圖合兵一處，攻打隗囂，沒有遣散各郡士兵，結果軍中糧食日漸減少，士兵們疲憊不堪，逃亡的人越來越多。
岑彭堵塞穀水，引水灌西城，西城的城牆隻剩下一丈多高，就會被洪水淹沒。恰逢王元、行巡、周宗率領五千多名蜀地的援軍，從高處突然趕到，他們擊鼓呐喊，大呼說：“百萬大軍剛到！”漢軍大驚，還沒來得及列陣，王元等人就率軍拚死突圍，進入西城，迎接隗囂返回冀縣。
吳漢的軍隊糧食耗儘，於是燒掉輜重，率軍撤退下隴山，蓋延、耿弇也率軍相繼撤退。隗囂率軍出兵，尾隨追擊漢軍各營，岑彭率軍斷後，眾將才得以率領全軍向東返回。隻有祭遵率軍駐守汧縣，沒有撤退。吳漢等人率軍再次駐守長安，岑彭率軍返回津鄉。於是安定、北地、天水、隴西四郡再次反叛，歸降隗囂。
校尉、太原人溫序被隗囂的部將苟宇俘獲，苟宇多次勸說溫序，想讓他歸降。溫序大怒，嗬斥苟宇等人說：“叛賊怎敢脅迫漢朝的將軍！”隨即手持符節，斬殺了幾個人。苟宇的部下爭相要殺掉溫序，苟宇阻止說：“這是忠義之士，為節操而死，應當賜他一把劍。”
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