（24年），刘秀诛杀谢躬，庞萌降伏刘秀属下。建武元年（25年）6月，刘秀即位为光武帝，任命庞萌为侍中。庞萌谦逊温顺，受光武帝信任、宠爱。光武帝说：“可以托六尺之孤，寄百里之命者，庞萌是也。”，其后，任命庞萌为平狄将军。建武4年（28年）7月，梁王刘纡阵营下董宪部将贲休，献上兰陵（东海郡）归顺东汉。董宪兴兵想夺回兰陵，光武帝命庞萌、盖延救援贲休。董宪击败庞萌、盖延，结果，兰陵被董宪夺回。庞萌任务失败，庞萌盖延之间开始有不稳气氛。光武帝下诏给盖延，而不给庞萌。庞萌以为盖延光武帝进谗言，开始疑惑。建武