A Ionia (la moderna costa egea de Turquia) les ciutats gregues, que incloïen grans centres com Miletus i Halicarnassus, no van poder mantenir la seva independència i van passar sota el govern de l'Imperi persa a mitjans del segle VI aC. El 499 aC els grecs es van aixecar en la revolta jónica, i Atenes i algunes altres ciutats gregues van anar a la seva ajuda. El 490 aC, el Gran Rei persa, Darí I, havent suprimit les ciutats jòniques, va enviar una flota per castigar els grecs. Els perses van desembarcar a Àtica, però van ser derrotats a la Batalla de Marató
per un exèrcit grec dirigit pel general atení Miltiades. El monestir d'enterrament dels morts atenencs encara es pot veure a Marathon. Deu anys més tard, el successor de Darius, Xerxes I, va enviar una força molt més poderosa per terra. Després d'haver estat retirat pel rei espartà Leonides I a les Termópiles, Xerxes va avançar cap a Àtica, on va capturar i va cremar Atenes. Però els atenesos havien evacuat la ciutat per mar, i sota Temístocles van derrotar la flota persa a la Batalla de Salamina. Un any més tard, els grecs, sota l'espartà Pausanias, van derrotar l'exèrcit persa a Plataia. La flota atenenca va començar a expulsar els perses del mar Egeu, i el 478 aC van capturar Bizanci. En el transcurs d'això, Atenes va inscriure tots els estats insulars i alguns aliats del continent en una aliança, anomenada la Lliga de Delos perquè el seu tresor es va mantenir a l'illa sagrada de Delos. Els espartans, tot i que havien participat en la guerra, es van retirar a l'aïllament després d'ella, permetent a Atenes establir un poder naval i comercial incontestat.