17年（
新朝天凤四年），绿林赤眉起义爆发，
赤眉军过式，刘盆子及其兄
刘恭、刘茂为其掳掠至军中。更始帝立，赤眉军奉更始帝为帝，刘盆子之兄刘恭入长安，以其通《
尚书》，复封为式侯，以明经数言事，拜侍中。
刘盆子及其兄刘茂仍留在赤眉军中牧牛。
更始初年，
樊崇等闻汉光复，遂降更始，率二十余人入
洛阳市。然
刘玄安抚不力，赤眉军发生骚乱。樊崇等逃回赤眉军中，分其军为两部，开始叛乱。更始二年冬，已攻至
弘农郡，赤眉军大盛。虽然连胜更始帝部队，但是赤眉内部也非常悲观。
赤眉军多为齐人，盛行巫祝。赤眉诸将求军内巫祝求神降示，巫师言他们之所以不成功，人心涣散，是因为刘章发怒之故。
刘章刘章是西汉中期至汉末为齐地广泛信仰之神灵，直至
曹操除淫祀，其信仰才稍稍断绝。于是赤眉军于营中寻刘章后裔，得七十余人，唯
刘茂、
刘盆子兄弟与前
西安市侯刘孝与刘章的血缘最近。后赤眉军采用抽签方式，选定了刘盆子。
刘盆子虽立，仍与其他牧儿游。赤眉军诸将多不识书术，唯
徐宣曾为县吏，略知书，推为
丞相，
樊崇为御使大夫，
逄安为左
大司马，
谢禄为右大司马，自
杨音以下皆为列卿。
赤眉军进至
高陵区，与更始叛将
张卬（áng）等联合，攻下
长安。不久
刘玄向赤眉军投降。在这之前的六月，
刘秀刘秀已于
河北省称帝，改更始三年为
建武元年。
刘盆子居
长乐宫，诸将日日争功，声言欢呼，拔剑击柱，不能相一。
三辅郡县输入京师物资，辄为兵士剽掠。腊月，宫中举行宴会，结果席间大乱，席上
酒肉为冲进来的军士哄抢而光。多人互斗受伤。
卫尉诸葛释闻训后，率军前来维持秩序，格杀百余人后方才镇压下去。刘盆子对此十分惶恐，不敢独居。时掖庭仍有宫女数百千人，自更始败亡后皆闭门不出，在宫内掘食草根、池鱼，许多人因此饿死。后宫人见
刘盆子，对其言饥，刘盆子怜之，每人赐米数斗。后刘盆子离去，宫人皆饿死。
时刘盆子之兄式侯刘恭亦在朝中，见赤眉乱，知其必不长久，为求自保，密教刘盆子封玺绶，习辞让之礼，以使兄弟免祸。
赤眉军乏食，于长安周边大肆劫掠。
刘秀刘秀大将
邓禹攻赤眉，亦为所败。后赤眉与汉中贼
延岑大战，死者万人。延岑战败，其部将
李宝投降。后
李宝为内应，延岑再次挑战，与赤眉军大战，李宝趁机拔去赤眉军旗帜，赤眉军以为已败，大为逃亡，自投山谷，死者十余万。时
三辅地区发生饥荒，赤眉军无法劫掠到东西，于是引兵东归。