作為首都，洛陽城的安全至關重要，朝廷高度重視洛陽城的守衛，多個部門都參與到了洛陽城的守衛工作。
一、衛尉
衛尉是兩漢列卿之一，級別為中二千石。衛尉的職責是負責皇宮的守衛，根據班固《漢書·百官公卿表》記載：「衛尉，秦官，掌宮門衛屯兵。」由於皇宮並不止一座，所以西漢的時候每一座皇宮都設一名衛尉，比如長樂衛尉、未央衛尉等。
東漢的政府機構基本繼承了西漢的制度，負責皇宮守衛的依然是衛尉。《續漢書·百官志》記載：「衛尉，卿一人，中二千石。本注曰：掌宮門衛士，宮中徼循事。」東漢皇宮有南宮、北宮之分，但並沒有單獨設立南宮衛尉和北宮衛尉，而是在衛尉之下設立了南宮衛士令和北宮衛士令。根據應劭《漢官》記載南宮有「漢官曰員吏九十五人衛士五百三十七人」，北宮有「漢官曰員吏七十二人衛士四百七十二人」。這些人是守衛皇宮的主要力量。
衛尉的部屬還有公車司馬令，主要負責：「掌宮南闕門，凡吏民上章、四方貢獻及征詣公車者。」公車司馬令的副手有公車司馬丞「選曉諱掌知非法」，公車司馬尉「主闕門兵禁戒非常」。根據東漢太尉胡廣的記載：「諸門部各陳屯夾道其旁，當兵以示威武，交㦸以遮妄出入者。」可見他們主要負責的是皇宮正門的事務。
左右都侯各一人，他們的級別是六百石，主要負責「主劍㦸士徼循宮，及天子有所收考」。他們不僅要負責皇宮的巡邏，而且皇帝下令抓捕什麼人，也都是由他們執行。應劭《漢官》記載右都侯所屬有「員吏二十二人，衛士四百一十六人」。左都侯所屬有「員吏二十八人，衛士三百八十三人」。蔡質《漢儀》曰：「宮中諸有劾奏罪，左都侯執㦸戲車，縛送付詔獄。在官大小，各付所屬。以馬被覆見。尚書令、尚書僕射、尚書皆執板拜，見丞、郎皆揖。」
皇宮的每座門都有一位司馬來負責，級別是比千石。總共有七座宮門，南宮南屯司馬負責平城門，北宮門蒼龍司馬負責東門，玄武司馬負責主玄武門，北屯司馬負責北門，北宮朱爵司馬負責南掖門，東明司馬負責東門，朔平司馬負責北門。總計有吏員三十六人，衛士五百二十二人。根據漢制，凡是在宮內服役人員都需要在宮門處有嚴格的登記，發給本人帶有所屬宮名字的憑證，出入宮門都需要嚴格檢查。臨時出入宮禁，也需要檢查，「若外人以事當入，本官長史為封棨傳；其有官位，出入令御者言其官」。
正是由於衛尉承擔著比較重的責任，所以皇帝對於衛尉人選始終比較慎重。東漢初年，功臣李通、銚期、竇融等人先後擔任衛尉。後來外戚陰興、馬廖、馬光、竇固等人先後擔任過衛尉。
二、執金吾
執金吾本為初設於秦朝的中尉，負責京師的安全。在漢武帝的時候改名為執金吾，王莽時代改名為奮武，光武帝劉秀的時候又改為執金吾。
執金吾不僅要負責京城的守衛，而且在皇帝出行的時候擔任儀仗的先導官。起初光武帝劉秀曾經在長安的太學裡學習，見到了皇帝的儀仗，欣羨不已，不禁說道：「仕宦當為執金吾！」
進入東漢，作為列卿之一的執金吾級別依然是二千石，主要職責是：「掌宮外戒，司非常水火之事。」根據東漢胡廣的解釋，衛尉和執金吾的分工是，衛尉負責宮內的安全，而執金吾負責宮外的安全。因此，執金吾每個月至少要繞行皇宮三周。同時，京城裡的武器也都有執金吾來負責。執金吾的主要屬員就是武庫令。執金吾的核心武裝就是二百多人的緹騎部隊。根據司馬彪《續漢書·百官志》，緹騎部隊是二百人，而劉昭注引《漢官》還有五百二十人的執戟。而且東漢繼承了西漢以來的傳統，執金吾的部隊都是鮮盔亮甲。
相對而言，東漢執金吾的重要性在逐漸下降，西漢時執金吾的重要屬員中壘校尉、左右京輔都尉等職在東漢都已經省並。西漢時還有式道、左右中候三人，負責皇帝每次外出時儀仗先導，清空道路。東漢以後這些都被省並，皇帝每次外出只是臨時指派一個郎官來擔任先導，而且也不再隸屬於執金吾。
三、越騎校尉、屯騎校尉、射聲校尉、長水校尉、步兵校尉
與京城洛陽的守衛有關的職務還有越騎校尉、屯騎校尉、射聲校尉、長水校尉、步兵校尉等職。
其中越騎校尉所統領的是南方的越人歸順漢朝以後所組成的部隊。長水校尉所統領的是北方胡人歸順漢朝以後所組成的部隊，主要由烏桓人組成。射聲校尉所屬部隊以善於射箭而聞名，尤其是黑夜之中作戰，可以聞聲找到目標並加以消滅。這五校尉共同的職責就是「掌宿衛兵」，他們總共統領近五千人的部隊。西漢的時候守衛京師的還有胡騎校尉、虎賁校尉，東漢之後都被撤銷省並了。他們不僅鎮守京師，而且也往往受命出征。比如長水校尉耿恭在西域立下大功，越騎校尉馮柱也曾多次出征西域。漢和帝時，關中羌人反叛，越騎校尉趙世受命平定了叛亂。
從級別上說，這五校尉都是比二千石的高官。但是，他們卻由六百石的北軍中候統領。西漢的時候，中壘校尉是他們的統領。東漢中興之後，取消了中壘校尉，而以六百石的北軍中候來統領。以低級軍官來監管統領高級將領，目的只有一個：加強皇帝對軍權的控制，收到以輕御重的效果。事實上，他們誰也無法統領誰，最終軍權被皇帝牢牢地控制在手中。
他們對於守衛京城而言，非常重要。但是，平時五校尉又沒有什麼特別繁忙的政務，「時五校官顯職閒，而府寺寬敞，輿服光麗，伎巧畢給，故多以宗室肺腑居之」。這些職位也往往為皇親國戚所霸占。比如竇憲專權的時候，他不僅控制了衛尉，而且射聲校尉、步兵校尉也都是他的私人。鄧太后臨朝的時候，她的堂兄鄧康就擔任了越騎校尉。梁冀專權的時候，衛尉、屯騎校尉、長水校尉、越騎校尉等，都在他的控制之中。漢桓帝立竇妙為皇后，立即任命其父竇武為越騎校尉。東漢後期宦官專權的時候，長水校尉趙玹、屯騎校尉蓋升等人就是仰仗宦官的鼻息而升任此官職的。宦官頭子曹節之弟曹破石在擔任越騎校尉的時候，更是為非作歹，欺壓良善，罪行累累。
在東漢的政治生活之中，這五校尉也都發揮了重要的作用。在漢安帝去世後的政變中，閻太后詔越騎校尉馮詩入宮守衛宮門，太后還許諾馮詩如果能得到廢太子劉保可封萬戶侯。而馮詩偽裝答應了他們，之後卻站在了劉保一方。而馮詩的這次選擇可以說是這次政變成敗的關鍵。漢靈帝初年，屯騎校尉馮述與竇武一起謀誅宦官，事敗而被誅。其後，步兵校尉劉納等人也曾試圖發動政變剷除宦官勢力，可惜謀泄被誅。
也先後有過一些名將擔任這些職務，比如班超在從西域回到洛陽之後也曾經出任過射聲校尉，也曾經在西域建功立業的耿恭曾擔任長水校尉。擔任這些職務的並不一定就是軍人，也有不少儒生出任軍職。漢明帝時大儒桓郁在擔任越騎校尉期間，承擔起了教導太子和諸王的責任，他還曾任屯騎校尉。漢章帝時，召開白虎觀會議的提議最初就是有長水校尉樊儵提出的，史在樊儵「與公卿雜定郊祠禮儀，以讖記正五經異說。北海周澤、琅邪承宮，並海內大儒，儵皆以為師友而致之於朝」。漢章帝時擔任長水校尉的賈復也是一位儒生，他「兼通儒術，毎燕見常使與少府丁鴻等論議於前」。漢順帝時，屯騎校尉伏無忌，曾受命「與議郎黃景校定中書五經諸子百家蓺術。元嘉中，桓帝復詔無忌與黃景、崔寔等共撰漢記，又自採集古今刪著事要，號曰：《伏侯注》」。著名學者樓望、劉珍等人也曾出任越騎校尉。漢安帝之師桓焉曾任步兵校尉。
正因為五校尉位高權重，也有不少人從這些職務進一步晉升為卿相之職，比如劉愷就從長水校尉升遷為太常，不久就升任三公。劉寬由屯騎校尉升任九卿，之後升任三公。袁逢直接由屯騎校尉升任司空。
四、城門校尉
洛陽城有十二座城門，城門的安全由城門校尉來負責。根據司馬彪《續漢書·百官志》記載，城門校尉的級別是比二千石。城門校尉的屬官有千石的司馬和六百石的城門候。
城門校尉關係洛陽城的安危，非比尋常。因而擔任城門校尉者往往都與當權者關係密切。光武帝的時候，擔任城門校尉的就是皇后郭聖通之弟郭況。光武帝雲台二十八將中的臧宮也曾任城門校尉，功臣竇融之弟竇友、竇友之子駙馬竇穆也相繼擔任城門校。漢章帝時，任命明德馬皇后之弟馬防為城門校尉。馬防受命討伐羌族之亂，「還拜車騎將軍，城門校尉如故。防貴寵最盛，與九卿絕席」。漢章帝去世後竇太后臨朝，由竇憲的叔父竇霸任城門校尉。鄧太后臨朝稱制，城門校尉為其弟鄧悝。漢安帝身後閻太后臨朝，其弟閻耀出任城門校尉。漢桓帝去世後，竇皇后和其父城門校尉竇武定策禁中，迎立了漢靈帝。
每座城門有一位城門候來具體負責。東漢初年，有一次光武帝劉秀外出打獵，不知不覺就到了晚上，等回到了洛陽城上東門下，城門已經關了。光武帝派人喊門，上東門的城門候郅（zhì）惲拒絕開門。光武帝讓人打著火把照自己，告訴城上這是皇帝駕到。郅惲卻說天黑看不清楚，依然拒絕開門。光武帝沒有辦法，只好繞到其他的城門才得以回宮。第二天，光武帝還沒來得及怪罪郅惲，郅惲反而主動上書責怪光武帝，他說：「昔文王不敢盤於游田，以萬人為憂。而陛下遠獵山林，夜以繼晝，其於社稷宗廟何？暴虎馮河，未至之戒，誠小臣所竊憂也。」光武帝不僅沒有怪他，反而特別賞識他，後來郅惲官至長沙（今湖南長沙市）太守。而那個放光武帝進門的東門城門候卻被貶。
五、光祿勛、五官中郎將、左中郎將、右中郎將、虎賁中郎將、羽林中郎將
東漢中郎將的情況比較複雜，東漢建立之初，大將來歙就是以中郎將的身份統領眾軍攻打隗囂。東漢政權穩定下來之後，正式設立了五官中郎將、左中郎將、右中郎將、虎賁中郎將、羽林中郎將。他們都統屬於光祿勛。
光祿勛是東漢列卿之一，中二千石。光祿勛的職責是：「掌宿衛宮殿門戶，典謁署郎更直執戟宿衛門戶。」同時還要對郎官進行考核，「考其德行而進退之」。光祿勛也要承擔一定的禮儀事務，在國家祀典中，「郊祀之事掌三獻」。
根據司馬彪《續漢書·百官志》記載，五官中郎將、左中郎將、右中郎將、虎賁中郎將、羽林中郎將的級別都是比二千石。其中五官中郎將統領五官郎，左中郎將統領左署郎，右中郎將統領右署郎。所有的這些郎官都有宿衛宮廷的職責，「凡郎官，皆主更直執戟宿衛諸殿門，出充車騎」。這些郎官並沒有具體的員額規定。
虎賁中郎將負責統領「虎賁宿衛」。這些虎賁郎並沒有具體的員額，多至千餘人。虎賁中郎將的屬員左右僕射主要負責訓練虎賁郎射箭技能。左右陛長則是負責統領虎賁郎在殿中宿衛。虎賁中郎將的屬員還有：虎賁中郎、虎賁侍郎、虎賁郎中、節從虎賁等，都沒有具體的員額。據荀綽《百官志注》記載：「虎賁諸郎，皆父死子代，漢制也。」虎賁中郎將因為是武將，其正式的冠服是武弁，同時要戴鶡尾。
羽林中郎將負責統領羽林郎。這些羽林郎都是三百石的級別，並沒有具體的員額。羽林郎也要「掌宿衛、侍從」。羽林郎的來源一般都是漢陽、隴西、安定、北地、上郡、西河六郡良家子弟。他的屬員還有羽林左監和羽林右監，他們負責統領孝廉郎。孝廉郎從羽林郎中擇優選拔。孝廉郎往往有很好的前程，比如漢安帝元初六年，朝廷下令：「光祿勛與中郎將選孝廉郎寬博有謀，清白行高者五十人，出補令、長、丞、尉。」
所有郎官從理論上都是政府的候補官員，不少人從郎官起家，平步青雲。
東漢的使匈奴中郎將，也是比二千石。他主要負責與匈奴有關的事務，並不承擔京城的守衛職責。
中郎將不僅要承擔起宿衛職責，必要的時候，也會領兵出征。建武十七年，皖城地區反叛，光武帝劉秀派虎賁中郎將馬援前去平定。漢明帝即位之初，關中羌人反叛，漢明帝派時任中郎將的竇固討平之。東漢末年名將朱雋以右中郎將之職討伐黃巾軍。中郎將也經常在朝廷的各種儀式之中發揮重要作用。比如名臣楊賜去世後，朝廷就派左中郎將郭儀「郭儀持節追位特進，贈司空驃騎將軍印綬」。中郎將中以五官中郎將地位為最高，五官中郎將還要承擔一定的舉賢之責。東漢後期名臣黃琬在擔任五官中郎將期間「典選舉，不偏權富，而為埶家郎所譖訴，坐免」。
朝廷在分設了五個中郎將之後，原來的中郎將之職並沒有取消，光武帝劉秀時期王梁、馬成、馬武等人都曾經出任過中郎將，漢明帝馬皇后的弟弟馬防、漢章帝時名將竇固、漢和帝初年的劉尚也都曾出任過中郎將一職。不過，這時候的中郎將具體職掌是什麼，並沒有明確的記載。從文獻記載看，領兵出征仍是中郎將的第一要務。漢安帝元初元年（公元114年），先零羌寇益州，朝廷遣中郎將尹就討平之。梁太后臨朝之時，東南一帶動盪不安。朝廷派中郎將趙序等人討平之，將軍滕撫也以功拜中郎將。東漢後期的名將皇甫規、段熲也曾任中郎將一職。中郎將除了要承擔起一定的軍事職能外，還有部分禮儀職能，比如代表朝廷任命高級官員、出席重要大臣的葬禮等等。竇憲北征取得巨大勝利後，朝廷就派中郎將前往軍中：「中郎將持節即五原拜憲大將軍，封武陽侯，食邑二萬戶。」
而有些時候，文獻記載中的「中郎將」，顯然是以上各種中郎將的省稱。比如漢和帝永元五年南匈奴反叛，朝廷派中郎將任尚討滅之。顯然，任尚的職務應該是使匈奴中郎將。後來文獻也多次提到任尚，都直接稱呼其為中郎將。永元六年，使匈奴中郎將杜崇曾奉命出征，但是當永元七年杜崇被下獄而死的時候，文獻記載其職務就是中郎將。延熹十年和永康元年，文獻中三次提到張奐，其中前後兩次稱他為使匈奴中郎將，而中間一次則稱他為中郎將。有時，中郎將也有可能是其他中郎將的省稱。比如漢安帝元初六年選拔孝廉郎的詔書里提到中郎將，則顯然是羽林中郎將的省稱。陰嵩在任職中郎將時，「監羽林十餘年，以謹勅見幸」，顯然他所擔任的應該是羽林中郎將。劉隆曾任左中郎將，而在其傳記中直接稱之為中郎將。
東漢末年又設置了東南西北四中郎將，統兵徵發。見於記載董卓為東中郎將、盧植為北中郎將、獻帝以曹操為南中郎將。還有鎮賊中郎將、討冦中郎將，漢靈帝時右中郎將朱雋討破黃巾軍之後，被任命為鎭賊中郎將，南陽宗資為討冦中郎將。這些都不清楚初設於何時。漢靈帝時期還有破鮮卑中郎將、護烏桓中郎將。
光祿勛的屬官還有比二千石的奉車都尉、駙馬都尉、騎都尉，這些都尉也都沒有具體的員額，他們從名義上講也都是武官。
中郎將職位顯赫，不僅任職者非同尋常，而且很多中郎將後來都平步青雲，位列卿相。光武帝劉秀建武二十年，功臣劉隆由左中郎將拜驃騎大將軍，代理大司馬，任職八年。光武帝末年，虎賁中郎將梁松受遺詔輔政。光武帝時期的大司空張純曾出任虎賁中郎將，張純之子張奮曾任左中郎將、五官中郎將，最後也官至司空。至於皇親國戚出任中郎將者，更比比皆是。比如和熹鄧太后的兄弟鄧隲、鄧京、功臣之後駙馬岑熙、著名外戚竇憲、竇篤、閻崇、梁冀、何進等。
和平年代裡，也有儒臣而出任中郎將者。漢章帝召開白虎觀會議之時，就是讓五官中郎將魏應代表皇帝來提出問題。熹平四年（公元175年），五官中郎將堂溪典也曾參與到熹平石經的刊刻工作之中。東漢著名學者賈逵、魯丕、承宮、召馴、鍾興、樓望等人都曾經出任左中郎將，魯《詩》學者包咸、《春秋》學者周澤曾出任右中郎將。著名《尚書》學者桓榮的弟子何湯曾以虎賁中郎將之職入授太子劉莊，即後來的漢明帝。另一位《尚書》學者張酺和《易經》學者戴憑也曾任虎賁中郎將。東漢另一位大儒鄭眾還曾任中郎將。鄭眾不僅出任軍職，而且也曾出兵西域，建功立業。可見那個時代的儒生，遠非後世手無縛雞之力者所可望其項背的。