După moartea împăratului Wu de Han, familia conducătoare Liu a fost din ce în ce mai afectată de lupte între facțiuni. Ca urmare, puterea clanului imperial a scăzut. În schimb, familia Wang a crescut în putere în timpul domniei împăratului Cheng de Han, iar membrul său principal, Wang Mang, și-a folosit influența pentru a acționa ca regent pentru mai mulți tineri împărați marionete. Spre deosebire de alți membri ai familiei Wang, care s-au mulțumit să conducă imperiul influențându-i pe împărații Han, Wang Mang avea ambiții mai mari. El s-a angajat într-un program de construcție și învățare, creând multă publicitate și propagandă pozitivă pentru el însuși. S-a prezentat în mod deschis ca un campion al virtuților confucianiste și ca forță călăuzitoare a imperiului. După moartea împăratului Ping al Han în anul 6 d.Hr., Wang Mang și-a consolidat controlul asupra imperiului. Revoltele împotriva dominației sale de facto au fost zdrobite în anii 6 și 7 d.Hr. Doi ani mai târziu, Wang a uzurpat tronul și a proclamat oficial Xin (literal „Noua dinastie”). Deși nu s-a bucurat de un mare sprijin în rândul clasei politice a imperiului, ascensiunea lui Wang a fost în general tolerată, deoarece dinastia Han își pierduse cea mai mare parte din prestigiu. Cu toate acestea, o mare parte din vechea birocrație și nobilime era încă loială dinastiei Han, dar acești loialiști nu s-au opus în mod deschis instaurării regimului Xin.

În schimb, relațiile cu confederația nomadă Xiongnu s-au deteriorat rapid, iar aceasta din urmă a intenționat să intervină în China în jurul anului 10/11 d.Hr. Wang a reacționat prin mobilizarea a 300.000 de soldați de-a lungul graniței nordice și a împiedicat Xiongnu să invadeze China. Disputele continue cu confederația nordică au dus la înființarea de către Wang a unui guvern rival Xiongnu în 19 d.Hr., menținând în același timp marea armată la graniță. Acest lucru a secătuit resursele dinastiei Xin, slăbind stăpânirea acesteia asupra restului imperiului.

Noul împărat a inițiat mai multe reforme sociale și politice radicale. Acestea urmăreau să întărească guvernul central, să restabilească economia falimentară, să slăbească familiile nobile puternice și să îmbunătățească mijloacele de trai ale țăranilor din imperiu. Reformele s-au bucurat de unele succese inițiale și au oferit dinastiei Xin un impuls de legitimitate de care avea mare nevoie. În același timp, reformele au slăbit fostul clan imperial, deoarece majoritatea resurselor redistribuite aparținuseră familiei Liu. În plus, Wang a patronat educația bazată pe confucianism, luându-l pe ducele de Zhou drept model de bun conducător. De multe ori, politicile sale nu au fost puse în aplicare de către vechea birocrație, care a resimțit reformele sale radicale. În schimb, reformele au găsit unele aprecieri în rândul țăranilor din imperiu.

Revolte în timpul domniei lui Wang Mang

La scurt timp după inaugurarea sa, regimul lui Wang a fost destabilizat de mai multe dezastre naturale, inclusiv de schimbarea cursului Râului Galben, care a dus la inundații masive. Epidemiile de lăcuste au înrăutățit și mai mult situația și au izbucnit foamete pe scară largă. Politicile economice ale dinastiei Xin nu au reușit să rezolve criza care a urmat, iar Wang Mang a pierdut rapid sprijinul pe care îl avusese în rândul țărănimii, în timp ce aceasta din urmă se lupta pentru supraviețuire. Țăranii disperați din părțile estice ale imperiului au trecut curând la banditism. Grupurile de bandiți au crescut în forță, ajungând să numere zeci de mii de membri până în anii 20. Cele mai puternice facțiuni de-a lungul Râului Galben s-au reorganizat în armate rebele, cunoscute sub numele de Sprâncenele Roșii. Insurgenții s-au aliat cu nobilii nemulțumiți și cu descendenții fostului clan imperial, ceea ce a dus la un război civil pe scară largă până în anul 19 d.Hr. Wang Mang a fost nevoit să transfere trupe din alte zone pentru a se ocupa de Sprâncenele Roșii, după care Protectoratul Regiunilor de Vest a fost invadat de Xiongnu. Rebeliuni mai mici au izbucnit în alte părți ale Chinei. „Trupele din Yangtze Inferior” au acționat de-a lungul acestui fluviu, în timp ce două bande de insurgenți din Hubei au fost recrutate de loialiști Han. Conduse de Liu Bosheng, acestea au devenit cunoscute sub numele de Lulin.

În timp ce războiul civil a cuprins întregul Imperiu Xin, armatele loialiste ale lui Wang au luptat din greu pentru a-i ține la distanță pe rebeli. Armatele Xin au obținut mai multe victorii, dar au fost complet înfrânte de armatele restauraționiste Han în Bătălia de la Kunyang din iunie-iulie 23 d.Hr. La aflarea acestui eveniment, milițiile neregulate ale lui Zhuang Ben și Zhuang Chun au capturat Chang’an în 23 octombrie, jefuind capitala și ucigându-l pe Wang Mang. Ulterior, diferitele armate rebele s-au luptat între ele pentru a obține controlul deplin asupra imperiului. În anul 25 d.Hr., Liu Xu a fost încoronat ca Împărat Guangwu al Han la Luoyang. Sprâncenele Roșii au fost înfrânte de forțele lui Liu Xu în anul 27 d.Hr., iar acesta a distrus și alți pretendenți rivali, precum și regimuri separatiste, inclusiv statul Zhao al lui Wang Lang, imperiul Chengjia al lui Gongsun Shu și războinicul Wei Ao din nord-vest. Până în anul 37 d.Hr., dinastia Han a fost complet restaurată.