公元前547年初，波斯帝國消滅了呂底亞，並乘機進攻位於小亞細亞的希臘城邦。其首個目標為伊奧尼亞地區的各個希臘城邦，伊奧尼亞地區的經濟甚為發達，政治採用與波斯帝國不同的民主制。波斯國王向伊奧尼亞地區各希臘城邦提出要其改民主製為君主制的要求，並找藉口向其宣戰。伊奧尼亞諸城邦無法接受，於是便以米利都為首，進行抵抗波斯的抗爭。米利都因為自知不能抵抗波斯，因此便向斯巴達求援，但斯巴達卻拒不出兵，反而是雅典及埃雷特里亞兩城邦出兵援救。兩城邦雖然派出大批士兵及軍艦援救，但在堅持數年後，仍然不敵波斯大軍，在公元前494年，波斯完全征服了伊奧尼亞地區。
但此後愛奧尼亞的希臘語城邦一直在尋求獨立。波斯人為了便於統治，遂給這些城邦委任了僭主。到了前499年，米利都的僭主阿里斯塔格拉斯在波斯的支持下出海遠征納克索斯島失敗而被解任。阿斯司塔格拉斯人趁機鼓動整個小亞細亞的希臘語地區起來反抗波斯的統治，由此拉開了伊奧尼亞起義的序幕。隨著叛亂的發展，越來越多的小亞細亞小國被捲入到這場紛爭中。雅典和埃雷特里亞則為阿里司塔哥拉斯人提供軍事援助，於前498年協助後者佔領並焚燬了波斯的地方首府薩第斯。前497年至前495年之間戰況一時陷於膠著，但波斯人隨後重組軍隊進擊叛亂的米利都，在拉德海戰中徹底擊潰了叛軍，於前493年將叛亂鎮壓了下去。
為了確保波斯帝國日後不受叛亂的威脅，同時加大對內陸希臘人的影響，大流士一世決定先發制人征服希臘。他誓言要向雅典和埃雷特里亞報薩第斯被焚的一箭之仇。第一次入侵始於前492年，在波斯將軍馬鐸尼斯指揮下軍隊攻下了色雷斯和馬其頓，卻因征途中的小差錯而功敗垂成。波斯人又於前490年派去了第二支軍隊，在達提斯和阿塔佛涅斯的指揮下橫渡愛琴海，佔領了基克拉澤斯，圍困了埃雷特里亞並最終將其毀掉。
波斯王為了懲罰雅典人和埃雷特里亞人，因此決定出兵希臘並燒燬雅典城做報復。他首先運用外交攻勢，離間希臘諸城邦的關係。然後在公元前490年，波斯王大流士一世出動陸海軍，進攻雅典和埃維厄兩國。埃維厄很快便被波斯軍隊攻陷，並且被血洗及徹底掠奪，市民均被貶為奴隸。希臘人開始退讓，當波斯人要希臘的水和地時（以示希臘人對波斯的臣服），除雅典和斯巴達以外，其它城邦都答應了，於是波斯人發動了戰爭。
雅典面對波斯大軍壓境，曾求助於斯巴達，但斯巴達因宗教節日的因素，必須到9月中旬後才能出兵，雅典無奈之下只有孤軍作戰。雅典派米太亞德組編一萬重裝步兵，前赴波斯軍的著陸地點 馬拉松平原與之決戰，而雅典則由海軍負責防守。波斯軍隊為雅典軍隊的兩倍，米太亞德因而將全軍佈陣至與波斯軍隊一樣長度的簡單平行戰鬥序列，並將精銳安插在兩翼。交戰初期，雅典軍中路被波斯軍步步進逼，只得向後退卻，而波斯軍中路則因而突出了。雅典軍兩側精銳立即合圍中路波斯軍，結果波斯陸軍被圍殲，被完全擊敗。而由海路偷襲雅典的波斯海軍，亦不能打敗雅典海軍。波斯軍只得撤退。
在馬拉松大戰獲勝後，一位名叫費裡皮德斯的士兵跑回雅典報捷，但他因為極速跑了大約40多公里，所以在報捷後便倒地身亡，而這亦是馬拉松長跑的來源。波斯人的第一次入侵就此止步，大流士也在前486年死去。但這次失敗，這對於龐大的波斯帝國來說並不是重大的打擊，因此波斯帝國在此戰後仍時刻尋找機會進攻希臘。
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