În Ionia (coasta modernă a Mării Egee a Turciei), orașele grecești, care au inclus mari centre precum Miletus și Halicarnassus, nu au reușit să-și mențină independența și au intrat sub dominația Imperiului Persic la mijlocul secolului al VI-lea î.Hr. În 499 î.Hr., grecii s-au ridicat în revolta ionică, iar Atena și alte orașe grecești au venit în ajutorul lor. În 490 î.Hr., marele rege persan, Darius I, după ce a suprimat orașele ioniene, a trimis o flotă pentru a pedepsi grecii. Persanii au debarcat în Attica, dar au fost înfrânți în bătălia de la Maraton
de o armată greacă condusă de generalul atenian Miltiades. Grădina mormântului atenienilor morţi poate fi văzută încă la Marathon. Zece ani mai târziu, succesorul lui Darius, Xerxes I, a trimis o forţă mult mai puternică pe uscat. După ce a fost întârziat de regele spartan Leonidas I la Termopile, Xerxes a avansat în Attica, unde a capturat și a ars Atena. Dar atenienii au evacuat oraşul pe mare, iar sub Temistocle au învins flota persană în bătălia de la Salamina. Un an mai târziu, grecii, sub comanda spartanului Pausanias, au învins armata persană la Plataea. Flota ateniană a început apoi să-i alunge pe persani din Marea Egee, iar în 478 î.Hr. au capturat Bizanțul. În acest scop, Atena a înscris toate statele insulare şi unii aliaţi de pe continent într-o alianţă, numită Liga Deliană, deoarece trezoreria ei era păstrată pe insula sacră Delos. Deşi au luat parte la război, spartanii s-au retras în izolare după război, permiţând Atenei să-şi stabilească o putere navală şi comercială incontestată.