汉明帝刘庄本是光武帝刘秀的四儿子，在其上有长子刘疆。刘庄由新野的阴丽华所生，刘疆则是定恭王的外孙女郭氏所生。在这两个女人之间，刘秀倾心的是阴丽华，然而这时阴丽华没有生育，郭氏却有了一个男孩。考虑到传宗接代的责任，建武二年(26年)，刘秀立郭氏为皇后，立阴丽华为贵人。同年，刘疆被立为皇太子。
天下还未平定时，刘秀率军征讨彭宠，阴丽华也随军远征。在行军途中，阴丽华怀孕了。建武四年，在元氏，阴丽华生下一个男孩，这就是后来的明帝刘庄，当时起名叫刘阳，封东海王。
刘阳因是阴丽华所生，所以很得刘秀的宠爱。少年时代，他师从经学大师桓荣学习，10岁时，就能背诵和理解古典名著。刘秀觉得儿子很了不起，简直是神童。而较早地在刘秀身边学习和观察政务活动，又增加了刘阳的才干。建武十五年(39年)，刘秀下令检查天下的垦田和户口，并命令刺史、太守们逐一汇报。到汇报这一天，12岁的刘阳站在刘秀身后，观察上报官吏的神色。刘秀仔细检查着文书，翻着翻着，在陈留县的吏牍中发现了这样一句话：“颍川、弘农可问，河南、南阳不可问。”刘秀莫明其妙，问下面的官吏们，大家也说不出个所以然来。这时，站在刘秀身后的刘阳得到父亲的准允，站出来说： “河南是首都所在，中央高级官吏都住在这里；南阳是陛下的故乡，陛下的亲戚多居住于此。因此对这两个地方的田亩数字，负责检查的官员们当然不敢多问。”刘秀恍然大悟，惊叹12岁的孩子有如此锐利的眼光。于是有了以刘阳为帝位继承人的打算。
这时，郭后由于失宠，心中颇有怨恨，时时讽刺阴丽华和刘秀，更促成了刘秀废长立幼的决心。但皇太子刘疆并没有什么过错，于是刘秀决心先废黜郭后再说。于是在建武十七年(41年)，刘秀以“怀势怨怼、数违教令”的罪名，废黜了郭皇后，另立阴丽华为皇后。皇太子刘疆觉得母亲被废，大势已去，不得己上书刘秀，请求让位，出镇藩国。刘秀因为刘疆毕竟没有过错，不忍心批准，刘疆又拜托亲近大臣，为其表白诚心。刘秀觉得时机成熟了，于是在建武十九年(43年)，下诏封刘疆为东海王，立东海王刘阳为太子，改名为庄。这一年，刘庄16岁。建武中元二年(57年)，刘秀去世，刘庄正式即帝位，是为明帝，时年30岁。
刘氏汉家天下在西汉后几位皇帝的时候，大权旁落于外戚手中，最终导致王莽专权篡汉。经过王莽改制和随之而来的社会动乱，国家的礼仪制度遭到破坏。所以光武帝刘秀去世时，诸王及大臣们前来奔丧毫无法度，朝廷里一片乱哄哄。明帝的兄弟们在宫殿中与明帝并肩而坐，一点也不把这个新皇帝看在眼里。为了树立威信，明帝命令秉性刚直、举止威仪、执法如山的太尉赵熹主持丧事。赵熹不负重托，仗剑入朝，将与明帝坐在一起的诸王请下殿阶，加入到大臣的行列里，以辨明君臣之别。并且整顿宫卫制度，王国官吏不得随便出入宫禁。朝廷的秩序这才逐步安定下来。此外，明帝不论对身边的下级官员还是对三公九卿这些重臣，都监督很严，每有过错，就当面训斥。永平朝的吏治为此十分严正，为后世的史家所称道。
不过，对明帝以第四子的身份继承大统，他的众兄弟们很不服气。明帝的同母弟山阳王刘荆，伪造大鸿胪郭况(郭皇后的弟弟)的手笔，写信给东海王刘疆，劝其举兵以取天下。刘疆是胆小怕事之人，忙将送信的使节和信件原本押送到京城洛阳，交给明帝查办。明帝暗中侦知此信系山阳王刘荆所为，为免激起更大的骚动，将刘荆一案秘而不发；对阴、郭二皇后，明帝同等礼敬；对前太子刘疆，明帝也关怀备至，其待遇远高于一般的王侯。在人事上，明帝委任开国元勋高密侯邓禹为太傅，同母弟东平王刘苍为骠骑将军，光武朝太尉赵熹保留原职，使宗室、功臣、官僚集团都有了自己的政治代表，增加了政权的稳定力量。与此同时，明帝还发布诏令，赐天下民爵，安顿流民，减免刑罚，照顾鳏寡孤独，最大限度地缓和社会矛盾，巩固自己的统治。
明帝并非一味采取退让政策，一但其统治巩固，他就开始严厉镇压反对派，强化自己的专制统治。永平十三年(70年)发生的楚王英狱，就是明帝给诸侯王势力的一次沉重打击。楚王刘英，是光武帝刘秀与许美人所生。因许美人不得宠，所以刘英也受到冷落，封在僻远之地，封地也很小。当时，佛教渐渐地传入中土，刘英在百般无聊中对佛教产生了兴趣，数次访求佛法，希望仗佛氏灵光，佑护己身。这一年，有一个叫燕广的人到朝廷上书，弹劾刘英与渔阳人王平、颜忠等借信奉佛教为名，造作图书，图谋不轨。明帝得到报告，马上命令宗正(管理皇族事务的中央官员)派员查证。派出去的官员不久汇报说，楚王刘英招集奸猾，捏造图谶，图谋篡位，罪证确凿，请求判处刘英死刑。明帝得到报告，宣布剥夺楚王刘英的王爵，命其迁往丹阳泾县。刘英行至丹阳，自杀身死。同案犯颜忠、王平在洛阳狱中由于受不住狱吏的严刑拷打，胡乱招供，牵连许多无辜。这些人中，有隧乡侯耿建、郎陵侯臧信、护泽侯邓悝、曲成侯刘建等。四人与颜忠、王平素昧平生，互不认识，但明帝这时已把往日对宗室诸王隐忍的仇恨倾注在楚王英狱上，所以对颜忠、王平所招的人，不分罪证是否成立，一律穷治，下面的官员奉承上意，造成了众多的冤狱。后经侍御史寒朗的谏阻，使明帝顿然清醒，改弦更张，亲临洛阳监狱查核案情，释放无辜千余人，使朝野安定了下来。
汉明帝刘庄少小聪颖，处处精明。即位以后，他躬亲政务，事无巨细，都要过问。一日，明帝赐给西域使者10匹丝绸，负责登记的书郎误为百匹，并将记录转交给大司农入账。明帝索要记簿查看发现错处后大怒，急召尚书郎重新进殿，要当场施以重罚，命令左右将其按下，自己手持大棒，狠狠打去。尚书台的长官钟离意在宫外听说，急急进殿，叩首求情说：“过误乃小失，不足以施重刑。郎官是我的属下，陛下要处罚就处罚我好了，亦足惩戒百官。”明帝的怒气才渐渐平息下去。有一天，郎官药崧犯了微小的过失，明帝抄起木棒就要敲打，以示惩戒。在明帝的躬亲政务和严格督责之下，其时纲纪整肃、吏制谨严，诸政颇多绩效。
汉明帝
当时，黄河的河道南移，改从东宛(今山东境内)入海。由于没有堤防约束，下游常常泛滥成灾。为了恢复农业生产，永平十二年(69年)，明帝命令著名的水利工程专家王景、王吴负责修治黄河。王景、王吴率领几十万民工和士兵，先用“堰流法”修成浚仪渠，并从荥阳至干乘海口千余里间修渠筑堤，从而使河、汴分流。黄河受新筑堤防的约束，水势足以冲刷沙土，通流入海。
在对付周边游牧民族的侵扰问题上，由于社会的安定和国力的恢复，明帝一改光武时期的守势，采取积极进攻的战略。永平八年(65年)，北匈奴骑兵进攻河西诸郡，焚烧城邑，杀掠甚众，人民深受其害，以至河西城门昼闭。永平十五年(72年)，北匈奴又侵犯河西，而且胁迫西域小国随同入寇。面对北匈奴势力的猖狂侵扰，耿秉上奏说：“中国虚费，边陲不宁，其患专在匈奴！以战去战，圣王之道。”明帝有志于北伐，十分赞同耿秉的意见。是年，明帝派遣窦固和耿秉出屯凉州(东汉治陇县，今甘肃清水县北)，作为北伐的准备。永平十六年(73年)，明帝命令诸将率同南匈奴及乌桓、鲜卑等少数民族组成的骑兵部队，出塞北征，揭开了东汉王朝同北匈奴战争的序幕。这次出征，窦固西出酒泉，在天山(今新疆吐鲁番城北)击败匈奴呼衍王部，追至蒲类海(今巴里坤湖)，占据了伊吾卢城(今新疆哈密县)。
为了巩固军事活动的成果，窦固命令假司马班超和从事郭恂到西域诸国开展外交活动。班超和郭恂率领36人，先到鄯善，在鄯善国击杀匈奴派往该国离间汉与鄯善国关系的100多名使者，迫使鄯善王声明从今以后依附汉朝，永无二心，并且纳子为质。班超随着质子回到首都洛阳，明帝下诏提升他为军司马，命令其继续经营西域。从此以后，西域遂成中原统一帝国的一部分，得到长足的发展。
汉明帝崇尚儒学，他命令皇太子、诸侯王及大臣子弟、功臣子弟，都要读经。又为外戚樊氏、郭氏、阴氏、马氏诸子弟立学校于南宫，聘任高明的经师传道授业。明帝在“五经”之中，又独重孝经，倡导“以孝治天下”，甚至命令期门、羽林的守卫士兵都要背诵孝经。对礼仪制度，明帝也非常重视，他亲自与东平王刘苍讨论，制定了祭祀天地和祖先的仪式，按等级建立了一套天子、王侯、百官的车服制度。
明帝还十分提倡尊师重道，明帝为太子时，曾跟博士桓荣学过，即位以后，仍尊桓荣以师礼。桓荣以少傅调任太常，明帝常常亲临太常府中，听桓荣讲课。桓荣的学生们请明帝讲解，明帝谦虚地笑着说：“老师在座，不必问我。”桓荣这时年已逾80，常常生病不起，明帝亲自派太医去为其治病。桓荣寿终，明帝亲执弟子礼，作孝服为其举哀。明帝这样做当然是出于师生之谊，然而更重要的是为天下树立表率，向社会倡导一种尊师重道的风气，以维护封建地主阶级的伦理道德及政治统治。
在汉明帝时期，佛教渐渐传入中土。明帝虽然因佞佛而镇压了刘英等人，但这不过是相机行事，实质上并不一意反对，而是采取兼收并蓄的方针。传说明帝有一次睡觉，梦见一高大的金人，头顶上放射白光，降临在宫殿的中央。明帝正要开口诘问，那金人又呼的一声腾起凌空，一直向西方飞去。梦醒后，百思不得其解。第二天朝会时，他向群臣详述梦中所见，大多数人都不知其由。博士傅毅进言：“臣闻西方有神，传名为佛，佛有佛经，即有佛都。从前武帝元狩年间，骠骑将军霍去病出击匈奴，曾缴获休屠王供奉的金人12座，安置在甘泉宫中，焚香致礼。久经战乱，那12座金人早己不知去向。今天陛下所梦见的，也许就是佛的幻影呢！”一席话引起了明帝的猎奇思想，于是派郎中蔡愔西往天竺，求取佛经。蔡愔一路风尘，尝尽千辛万苦，到了大月氏，与大月氏僧人摄摩腾、竺法兰一起，用白马驮着佛教经典回到了洛阳。明帝就命令在洛阳城中建造了中国第一座佛教寺院——白马寺，用以储藏佛经，讲授佛教。
永平十八年(75年)秋天，明帝染病，不久病逝于洛阳东宫前殿，享年48岁。遗诏吩咐“丧事从简，不准奢费”。当年，葬于显节陵，谥号“孝明帝”，庙号“显宗”。
白马寺位于中国河南洛阳城东12公里处，古称金刚崖寺，号称“中国第一古刹”，是佛教传入中国后第一所官办寺院。它建于东汉明帝永平11年(公元68年)，距今已有1900多年的历史。相传，汉明帝刘庄，“夜梦金人，身有日光，飞行殿前，欣然悦之。明日，传问群臣，此为何神？”有臣答曰，此神即“佛”。明帝即派遣大臣蔡愔、秦景出使天竺（今印度）寻佛取经。蔡情、秦景取回了佛经佛像，并与天竺高僧摄摩腾、竺法兰东回洛阳，藏经于鸿胪寺，并进行翻译工作。次年建寺，名白马寺。寺址在汉魏洛阳故城雍门西1．5公里处。白马寺，在我国佛教史上占有重要地位，被尊为“释源”和“祖庭”,享有独特的地位。
汉明帝
白马寺原建筑规模极为雄伟，历代又曾多次重修，但因屡经战乱，数度兴衰，古建筑所剩不多，人民政府为保存这一著名文化古迹，曾进行过多次修葺。现有五重大殿和四个大院以及东西厢房。前为山门，山门是并排三座拱门。山门外，一对石狮和一对石马，分立左右，山门内东西两侧有摄摩腾和竺法兰二僧墓。五重大殿由南向北依次为天王殿、大佛殿、大雄殿、接引殿和毗卢殿。每座大殿都有造像，多为元、明、清时期的作品。毗卢殿在清凉台上，清凉台为摄摩腾、竺法兰翻译佛经之处。东西厢房左右对称。整个建筑宏伟肃穆，布局严整。此外，还有碑刻40多方，对研究寺院的历史有重要价值。
现存白马寺坐北朝南，是一座长方形的院落，占地约4万平方米。寺大门之外，厂—场南有近年新建石牌坊、放生池、石拱桥，其左右两侧为绿地。左右相对有两匹石马，大小和真马相当，形象温和驯良，这是两匹宋代的石雕马，是优秀的石刻艺术品。白马寺的山门为明代所重建，为一并排三座拱门，代表三解脱门，佛教称之为涅之门。部分门洞券面上刻有工匠姓名，皆为东汉遗物。寺内现存五层大殿，坐落在一条笔直的中轴线上，两旁偏殿则互相对称。天王殿，正中置木雕佛龛，龛顶和四周有50多条姿态各异的贴金雕龙。龛内供置弥勒佛，即“欢喜佛”。他笑口大开，赤脚打坐，形象生动有趣，令人忍俊不禁。殿内两侧，坐着威风凛凛的四大王，是佛门的守护神。弥勒佛像之后是韦驮天将，佛教的护法神，昂然伫立，显示着佛法的威严。
白马寺山门东走约30多米，有一座十三层的齐云塔，直插云霄。齐云塔始建于五代时期，原为木塔，北宋末年金兵入侵时烧毁。金朝大定年间重建此塔，至今已有800多年历史。