Το Θεμιστοκλή, πρώτος άρχοντας στο επίσημο έτος 493/2 π.Χ., υποψιάστηκε ήδη ότι ο περσικός προετοίμαζε μια επίθεση και διεύρυνε Πειραιάς στο μεγαλύτερο λιμένα της Αθήνας. Σε 492 π.Χ. ο περσικός, κάτω από το διοικητή Μαρδόνιος, που προωθείται στο νησί Θάσος στη Μακεδονία. Το επόμενο έτος έδωσαν έναν τελεγραφικό στις ελληνικές πόλεις που υποβάλλουν. Μερικές πόλεις το έκαναν, ενώ άλλη ένωσε Σπαρτά και την Αθήνα για να βάλει ανθεκτικό στον περσικό.

Η πρώτη σχετική στρατιωτική εκστρατεία μεταξύ του περσικού και των Ελλήνων άρχισε σε 490 π.Χ.. Κάτω από την εντολή του περσικών Δάτις και του Αρταφενος, ένας τεράστιος στρατός έφθασε στο νησί της Ερυθραία. Μετά από έξι ημέρες της πολιορκίας, η ελληνική πόλη πήρε τελικά μένη ολοσχερώς και ο στρατός οργάνωσε ένα στρατόπεδο βάσεων εκεί. Αφ’ ετέρου, Καλλίμαχος και Μιλιταδες, που ήταν στο μέτωπο ο αθηναϊκός στρατός, πήγαν στη μάχη στον κόλπο του μαραθωνίου, σε μια μικρή μετάβαση που οδηγεί στην Αθήνα.

Ο αθηναϊκός στρατός, εντούτοις, ήταν πολύ κατώτερος σε αριθμό και έπρεπε να ζητήσει τη βοήθεια στο Σπαρτοί.Αλλά ο περσικός πραγματοποίησε αυτό το αδύνατο σημείο των εχθρών τους και αποφάσισε να επιτεθεί πριν από την άφιξη της υποστήριξης. Ευτυχώς, οι τοπικές περιστάσεις ήταν στην εύνοια των αθηναίων, οι οποίοι κατόρθωσαν να αναγκάσουν πίσω τον περσικό στα σκάφη τους. Αυτοί που πέφτουν κάτω από την αξιολύπητη προσπάθεια να επιτεθεί ο αθηναίος από τη δύση και που επιστρέφονται στη δευτερεύουσα Ασία. Τόσο τελικά η Αθήνα κέρδισε τη μάχη, και ήταν τόσο υπερήφανοι από την ότι την υπενθύμισαν όλη την ώρα. Μετά από αυτήν την νίκη, η Αθήνα προσπάθησε να κρατήσει το στρατό της ενεργό και έκανε μερικές προσπάθειες να κατακτηθούν μερικά από τα νησιά Κυκλάδες.

Στην πολιτική πτυχή, τα έτη περίπου 480 π.Χ. ήταν μια κρίσιμη δοκιμή στο νέο σύνταγμα Κλεισθένης. Υπήρξαν πολλές πάλες για την πολιτική δύναμη, πολλοί πολιτικοί απαγορεύθηκαν κατά τη διάρκεια αυτών των ετών (487 – 482 π.Χ.) λόγω του εξοστρακισμού. Από 487 π.Χ. επάνω, τα 9 Άρχοντας δεν εκλέχτηκαν άλλο, αλλά λήφθηκαν από τα 100 που ορίστηκαν Δεμένα, ως εκ τούτου μειώνοντας τη δύναμη του ‘Αραιο Πάγο.

Ένα κύριο πρόσωπο αυτής της περιόδου ήταν Θεμιστοκλή. Διεύρυνε Πειραιάς στο μεγαλύτερο λιμένα της Αθήνας και ενίσχυσε το στόλο της Αθήνας, που ήταν γνωστό λόγω της ικανότητας διάπραξης ελιγμών και της σφριγηλής τακτικής κωπηλασίας του.