Первым против персов восстал Милет — самый крупный греческий город Малой Азии. В 500 г. до н. э. персидский ставленник Аристагор, опираясь на усилившиеся антиперсидские настроения, счел возможным возглавить патриотические силы. Он сложил с себя власть тирана, восстановил действие полисных институтов и призвал жителей Милета к вооруженному восстанию против персов. Примеру Милета последовали другие ионийские города, изгнавшие царских ставленников — тиранов — и персидские гарнизоны там, где они были. Восставшие города заключили союз для ведения совместной борьбы с персами. Были посланы вестники во все малоазийские города с предложением примкнуть к восстанию. Этот призыв был поддержан всеми городами Малой Азии от Византия и Халкедона до Памфилии и Кипра. Аристагор, на первых порах оказавшийся во главе восстания, отправился за помощью в Балканскую Грецию. Однако здесь его миссия оказалась практически безрезультатной: Спарта в помощи отказала, и только Афины послали небольшую эскадру в 20 боевых судов (пять судов прислал город Эретрия).

Восставшие города создали единое командование. Ополчение восставших городов летом 498 г. до н. э. напало на Сарды, резиденцию малоазийского сатрапа, разрушило город, хотя не смогло взять Акрополь, где укрылся сатрап Артафрен с гарнизоном. В следующем году союзный греческий флот нанес поражение финикийской эскадре около Кипра. Восстание разрасталось и стало представлять уже серьезную угрозу для персидского господства во всей Малой Азии. Дарий понимал опасность создавшегося положения и принял самые решительные меры. В Малую Азию были переброшены дополнительные воинские контингенты, которые вместе с имеющимися в Малой Азии гарнизонами были объединены в две крупные армии, которые начали борьбу с восставшими городами на крайних флангах восстания. Сначала были приведены к покорности греческие города Кипра и южной части Малой Азии, затем восставшие полисы в черноморских проливах (Византии, Халкедон, Абидос, Лампсак и др.). Кольцо вокруг центра греческого восстания Ионии и Милета постепенно сжималось. Союз восставших, сам по себе достаточно рыхлый в организационном отношении, начал распадаться. Персы не жалели золота и щедрых обещаний для тех, кто покинет ряды восставших, и их «агитация» имела известный успех. Персам удалось нанести чувствительное поражение грекам около города Эфеса. К 495 г. до н. э. персы собрали огромный флот из финикийских судов (их было около 600) и нанесли союзному флоту, стянутому для защиты Милета, жестокое поражение при острове Лада. Центр восстания, Милет, был осажден персами, после почти годовой осады взят в 494 г. до н. э. и жестоко разрушен, жители перебиты или проданы в рабство. Вскоре были приведены к покорности и все другие восставшие греческие города.

Восстание с самого начала было обречено на неудачу, так как военно — экономический потенциал двух десятков городов и мировой державы был несоизмерим, а помощи от балканских полисов не было. Однако подавление восстания потребовало от Дария большого напряжения сил и времени. В течение почти шести лет греки вели неравную борьбу с персами, нанося им чувствительные удары.

После подавления восстания малоазийских городов Дарий I счел момент благоприятным для осуществления своих давних стратегических планов по покорению полисов Балканской Греции. Он располагал значительной армией, только что одержавшей победу над восставшими греками, владел стратегической инициативой, имел такой «законный» предлог для вторжения, как наказание помогавших ионийцам Афин и Эретрии. Напротив, в балканских государствах царили страх и растерянность.

В Малой Азии был сформирован сильный экспедиционный корпус численностью около 30 тыс. человек и большой флот около 600 судов. Во главе этой армии был поставлен зять царя, талантливый военачальник и дипломат Мардоний. Целью похода Мардония было завоевание греческих городов в проливах и на северном побережье Эгейского моря, подчинение фракийских племен, Македонии и, если ситуация окажется благоприятной, вторжение на территорию самой Греции и захват Афин. Мардоний также стремился укрепить свой тыл, в частности предотвратить возможность нового восстания в Малой Азии. По его распоряжению скомпрометировавшие себя в глазах населения тираны были низложены, а в городах восстановлены полисные органы власти.

В 492 г. до н. э. Мардоний переправил свою армию через Геллеспонт (совр. Дарданеллы), которая начала захват северного побережья Эгейского моря. Флот с припасами, снаряжением и продовольствием сопровождал сухопутное войско. Персам удалось подчинить прибрежные греческие города, южные фракийские племена, остров Фасос, изъявил свою покорность и македонский царь Александр. Однако около мыса Афон персидский флот попал в бурю и был уничтожен на прибрежных скалах. По сведениям Геродота, погибло 300 судов и около 20 тыс. человек.

Понеся такие потери, Мардоний был вынужден отвести остатки своей армии в Малую Азию. Несмотря на неудачу похода 492 г. до н. э. в целом, за что Мардоний был отстранен от командования, персам удалось закрепиться в северной части Эгеиды и создать себе плацдарм на будущее.

Неудача первого похода не изменила планов Дария, и он снова стал готовиться к вторжению в Грецию. Формировалась новая отборная армия численностью до 20 тыс. человек и большой флот. Во главе ее были поставлены опытный военачальник Датис и племянник царя Артафрен. Советником при них был изгнанный из Афин бывший тиран Гиппий, хорошо знавший местные условия и имеющий своих сторонников в Афинах. Персы учли сложность обходного движения вокруг северного побережья Эгейского моря и приняли смелое, хотя и рискованное решение — переправить армию на кораблях прямым путем из Малой Азии в Аттику и с ходу разгромить Афины. Это решение было рискованным, так как на маловместительных и тихоходных судах переправить большие массы пехоты и особенно конницы было очень опасно. Перегруженные суда легко могли стать добычей даже легкого морского волнения и нападения неприятельских кораблей.

Военным приготовлениям предшествовала дипломатическая подготовка. В 491 г. до н. э. во все полисы Балканской Греции были направлены персидские послы с требованием полной покорности (требование «земли и воды») или хотя бы нейтралитета в будущей войне. Многие греческие полисы островов (например, острова Эгина), Фессалии, Беотии подчинились этому требованию, Аргос заявил о своем нейтралитете, но самые сильные греческие государства, Спарта и Афины, категорически отвергли требования. Спартанцы сбросили послов в колодец, предложив самим взять там «землю и воду», а афиняне низвергли послов со скалы. Убийство послов сделало невозможным ведение каких-либо переговоров. Греки готовились к войне.

Выждав спокойной погоды, Датис и Артафрен, соблюдая крайнюю осторожность, переправили свою армию на остров Эвбею, где захватили и уничтожили Эретрию, а ее жителей обратили в рабство. После покорения Эвбеи персы высадились в северо-восточной части Аттики — около местечка Марафон, расположенного в 42 км от Афин.

По всей вероятности, план военных действий против Афин был составлен по советам Гиппия. На широкой марафонской равнине персы могли спокойно и удобно расположить свою армию и использовать превосходную конницу. Имея хорошо укрепленный лагерь, персы могли беспрепятственно опустошать всю Аттику. Из Марафона можно было совершить нападение на Афины по сухопутью, а большой персидский флот мог обогнуть мыс Суний и атаковать Афины с моря. Именно такая комбинированная атака флота со стороны моря и сухопутной армии из глубины принесла персам успех при взятии Милета в 494 г. до н. э.

Положение усугублялось тем, что Гиппий имел своих сторонников в самих Афинах, которые вели агитацию в пользу персов. К тому же среди афинского командования не было согласия относительно плана ведения военных действий. Часть стратегов придерживалась выжидательной пассивной тактики и предлагала ограничиться обороной Афин. В довершение всего афинянам отказала в немедленной помощи Спарта, поскольку в эти дни там проходило религиозное празднество.