大司马事持节北渡，镇慰河北诸州郡。
刘秀到了河北之后，广纳人才，杜茂就在此时投到刘秀麾下，刘秀很常识他的带兵能力，就任命杜茂为中坚将军，从此杜茂跟随刘秀参加了平定河北的征战。
刘秀即皇帝位，因为在平定河北之战中的杰出表现，杜茂被拜为大将军，封乐乡侯。
刘秀称帝之前，汉军已经先后消灭了铜马、高湖、重连、赤眉别帅、青犊、大彤、上江、铁胫、五幡、尤来、大枪等部农民军的主力，河北农民军实力较强的只剩下盘距在真定（今河北正定南）的五校农民军了，该军战力较强，在与汉军的作战中曾重创汉军大将贾复。
刘秀命令杜茂率军北上进攻五校农民军，杜茂先在真定击败五校军，随后又进兵迫降了广平县。
在传统评书《东汉演义》里，杜茂手使一柄五股托天烈焰叉，为二十八星宿之一，星号参水猿。
杜茂从小与表哥岑彭一起随父亲杜言习武，第一次亮相是跟表哥岑彭进京辰武状元。归顺刘秀之后成为汉军四大先锋之一，与姚期、马武、岑彭合称“姚马岑杜”。
值得一提的是，似乎在某些时候，杜茂的战绩、能力等并没有太高的评价，人云“王梁、杜茂，应赤符而击五校矣，乃抚剑抵掌。”这个名将或许也有一些水分在里面。
当然，算上演义加成，应该还是比较猛的。
不过话说回来，刘表也算是大儒，怎么会不知道这些？这是要闹哪样？