Узнав об этом, Афины тотчас принесли жалобу на эгинян спартанцам, признав этим самым их гегемонию над всей Грецией. Но это повело лишь к дальнейшим жестоким ссорам и борьбе, во время которой один из спартанских царей, Демарат, был свергнут и бежал к Дарию, принявшему его с почестями. Для борьбы с Эгиной афиняне заняли у коринфян 20 кораблей в дополнение к своим 50; но не смогли препринять ничего толкового.
Весной 490 г. до н. э. в Киликии было собрано хорошо снаряженное персидское войско. По прибытии флота в 600 трирем и кораблей для перевозки лошадей, Датис и Артаферн, после посадки войск на суда, двинулись вдоль малоазийского берега на север и прошли до Самоса. Можно было подумать, что они, так же как Мардоний, направятся к Геллеспонту, но они, пользуясь попутным северным ветром, пошли на юго-запад к Наксосу, отразившему 9 лет тому назад персов и не покорившемуся им до сих пор. Прекрасно выполненная на 500-мильном морском переходе перевозка большого войска с многочисленной конницей служит доказательством высокой степени развития морского дела, даже если считать, что данные Корнелия Непота (Корнелий Непот, Мильтиад, 4), согласно которым войско состояло из 200 000 пехотинцев и 10 000 всадников, преувеличены.
Наксосцы, застигнутые врасплох, не отважились сопротивляться и бежали в горы. Попавшие в руки персов жители были обращены в рабство, а сам остров совершенно опустошен. Далее персы направились к Делосу, жители которого тоже бежали. Датис призвал их обратно, не тронул острова и принес богатые жертвы Аполлону. Это было сделано с расчетом устрашить сопротивлявшихся и мягкостью привлечь на свою сторону тех, которые поднесли «воду и землю».
На дальнейшем пути к Эвбее персы взяли с подчинившихся островов лишь воинов и заложников, завоевали и разрушили один из городов на южной оконечности Эвбеи, не пожелавшей покориться, и двинулись по проливу между островом и Аттикой в Эретрию, где и высадились, не встретив сопротивления. Город, не пожелавший встретить врага в открытом поле, был осажден и, несмотря на храброе сопротивление, был взят персами вследствие измены; жители были обращены в рабство и уведены. Дарий поселил их впоследствии в провинции Киссии близ Суз.
Одно из наиболее враждебных государств было покорено, и персы двинулись на Афины. Гиппий повел флот в отстоявшую на 25 км от Афин и удобную для высадки Марафонскую бухту, полагая, что окружавшая ее равнина будет особенно благоприятна для действий кавалерии. Дорога из Эретрии в Афины через Марафон ему была хорошо знакома, так как в 537 г. до н. э. он совершил этот путь со своим отцом, возвращавшимся в третий раз к власти.
При известии о приближении персов афиняне мобилизовали всех способных носить оружие граждан и избрали десять военачальников, по одному на филу; среди них были Аристид и Мильтиад, поселившийся в Афинах после бегства из Фракийского Херсонеса. Оправданный от обвинений, возведенных на него в бытность его тираном, он стал вновь пользоваться заслуженным уважением. По его совету афиняне решили не ограничиваться обороной города, так как несогласие граждан давало повод бояться измены в случае осады, что уже случилось в Эретрии, и выступили навстречу врагу. При высадке персов в Марафоне афинское войско заняло позицию на хребте Пентеликон, на который трудно было напасть, и через который существовала единственная удобная для армии дорога в Афины. К последним присоединились их верные союзники платейцы. В Спарту с просьбой о помощи был спешно послан гонец, проделавший путь в 180 км за два дня, но спартанцы ответили, что они смогут выступить только в полнолуние, до которого оставалось еще пять дней.
Таким образом, афиняне были предоставлены самим себе, лишь Платея выслала им 1000 гоплитов. Тем не менее, Мильтиад твердо решил идти навстречу персам, несмотря на их силы, с которыми, однако, Датис не рисковал ни напасть, ни обойти греков. Мильтиад сумел привлечь на свою сторону большинство голосов, и ему было поручено верховное командование. Видя нерешительность персов, он стал выждать, когда они опять сядут на корабли, к чему их побудило появление блестящего щита на Пентеликоне, служившего как бы сигналом. Датис решил высадить свою армию в Фалеронской бухте, чтобы оттуда вступить в опустевшие Афины, находившиеся невдалеке.
После того, как персидская конница, а также часть пехоты были посажены на корабли под прикрытием остальной армии Мильтиад продвинул свое войско на расстояние до 1500 м от врагов и, во избежание обхода с фланга, растянул свой фронт по длине, равной длине строя неприятеля. С усилением флангов центр афинских войск оказался очень неглубоким. Распределив так свои силы, он повел рвавшихся в бой греков бегом в атаку, отчасти для того, чтобы менее подвергать войско действию персидских стрел и скорее довести дело до рукопашного боя, в котором имели перевес гоплиты, отчасти же ради морального эффекта, производимого сильным натиском. Но персы выдержали атаку, и лишь после продолжительного боя флангам греков удалось обратить в бегство противостоящих им персов; после этого, по приказанию командиров, греки двинулись на помощь центру, который находился в стесненном положении. Греки одержали полную победу. Они бросились преследовать бежавших персов, толпами стремившихся на корабли. У берега произошла еще одна решительная схватка, во время которой греки захватили 7 вытащенных на берег кораблей. Остальные уже были спущены на воду. Потери персов достигали 6400 человек, греки потеряли 192 человека.
Через день после битвы пришли 2000 посланных на помощь спартанцев, но им оставалось только посмотреть на поле битвы с павшими и вернуться обратно.
После этой битвы персидский флот забрал пленных жителей Эретрии, оставленных на время на маленьком островке Айгилее, и двинулся в залив Фалерон. Афинское войско под командой Мильтиада быстро вернулось в город и приготовилось к его защите. Гиппий с самоуверенностью эмигранта совершенно напрасно рассчитывал на восстание своих сторонников в Афинах. Персидский флот в ожидании этого восстания простоял некоторое время на якоре в бухте, а затем, ничего не предприняв, двинулся обратно домой.
Второй персидский поход все-таки не был лишен некоторого успеха. Благодаря умелому использованию своих морских сил персам скоро и без потерь удалось доставить в греческие воды большое войско: остров Наксос, сопротивлявшийся в течение 10 лет, удалось взять без труда; острову Делосу и другим Kикладским островам вскоре пришлось почувствовать тяжесть персидской власти; ненавистная Эретрия была уничтожена; около Афин персы очутились в самое благоприятное время года (август), и при своей многочисленности они легко могли бы победить афинян, если бы их армия обладала лучшей тактической подготовкой, всегда имеющей решающее значение. Относительно флота следует заметить, что он вполне выполнил возложенную на него задачу и сделал все, что от него требовалось, так как Афины, которые не лежат у моря, были ему недоступны. Афины с маленькой Платеей защитили всю Грецию от врага и по заслугам стали считаться спасителями эллинов от варваров, чем возбудили, однако, зависть своих же единоплеменников.
Мильтиад сделался первым человеком в Афинах. Это вызвало зависть его политических противников, и их ненависть привела его к печальной участи, не без личной его, впрочем, вины. По его предложению, сопровождавшемуся заманчивыми обещаниями, афиняне предоставили ему весь флот из 70 кораблей, с войском и всеми необходимыми средствами для завоевания отошедших к персам островов. С этими силами он отправился к острову Паросу, который, однако, не согласился выплатить по его требованию 100 талантов и выдержал осаду. Вернувшись без успеха, с пустыми руками и раненый, Мильтиад подвергся нападкам со стороны своих старых врагов и, не будучи в состоянии оправдаться, был присужден к непомерному денежному штрафу, за неуплату которого был брошен в тюрьму, где и умер от ран.
После второго неудачного похода на Афины Дарий, еще более раздраженный, немедленно приказал сделать во всех провинциях новые военные приготовления и потребовал от вассальных морских государств еще большего количества боевых кораблей и транспортных судов. Несмотря на то, что второй персидский поход (490 г. до н. э.) последовал сейчас же после первого (492 г. до н. э.), на подготовку к третьему понадобилось целое десятилетие.
