En Ionia (a moderna costa do mar Exeo de Turquía) as cidades gregas, que incluían grandes centros como Mileto e Halicarnaso, non foron capaces de manter a súa independencia e quedaron baixo o dominio do Imperio Persa a mediados do século VI a.C. En 499 a.C. os gregos levantáronse na rebelión jónica, e Atenas e algunhas outras cidades gregas foron en súa axuda. En 490 a.C., o gran rei persa, Dario I, despois de suprimir as cidades de Ionia, enviou unha frota para castigar aos gregos. Os persas desembarcaron en Ática, pero foron derrotados na batalla de Maratón
por un exército grego liderado polo xeneral ateniense Miltiades. O túmulo dos mortos atenienses aínda se pode ver en Maratón. Dez anos despois, o sucesor de Dario, Xerxes I, enviou unha forza moito máis poderosa por terra. Despois de ser atrasado polo rei espartano Leónidas I nas Termópilas, Xerxes avanzou a Ática, onde capturou e queimou Atenas. Pero os atenienses evacuaron a cidade por mar, e baixo Temístocles derrotaron a frota persa na batalla de Salamina. Un ano despois, os gregos, baixo o espartano Pausanias, derrotaron o exército persa en Plataea. A frota ateniense comezou a perseguir aos persas do mar Exeo, e en 478 a.C. capturaron Bizancio. Ao facelo, Atenas incorporou a todos os estados insulares e algúns aliados do continente nunha alianza, chamada a Liga de Delos porque o seu tesouro estaba na illa sagrada de Delos. Os espartanos, aínda que tomaron parte na guerra, retiráronse ao illamento despois dela, permitindo a Atenas establecer un poder naval e comercial incontestado.