Здесь было собрано около 9000 гоплитов; к ним присоединилось приблизительно такое же количество легковооруженных и небольшой вспомогательный отряд союзной Платеи. При трудности, с какою сопряжена переправа через море больших отрядов в одном транспорте, представляется очень сомнительным, чтобы персидский флот заключал значительно большее число солдат, и именно самая страшная часть персидского войска, конница, могла находиться здесь лишь в очень ограниченном количестве; а матросы почти совершенно не годились для битвы на суше. Ввиду этих обстоятельств персы медлили с нападением; они, очевидно, надеялись, что в Афинах начнется движение в пользу Писистратидов. С другой стороны, и афиняне всеми силами старались оттянуть битву до прихода спартанских союзников. Именно это соображение заставило, наконец, персидского полководца Датиса принудить афинян к битве в неудобной местности, но его легковооруженное войско не выдержало натиска греческих гоплитов. С большими потерями персы были оттеснены к своим кораблям, где они с отчаянным мужеством еще раз взялись за оружие. Действительно, им удалось спасти флот и сесть на корабли; только 7 триер остались в руках афинян. По преданию, 6400 варваров легли на поле битвы, и хотя это число, вероятно, преувеличено, однако обширные приготовления, сделанные к следующему походу в Грецию, доказывают, что поражение было очень тяжелым. Урон победителей составлял, по преданию, лишь 192 человека, но в числе убитых находились полемарх Каллимах из Афидны и один из стратегов — Стесилей.
После этого Датис сделал еще попытку завладеть афинской гаванью Фалером — попытку, которая теперь, после поражения, конечно, не могла увенчаться успехом; кроме того, при его приближении победоносное войско уже стояло наготове для защиты столицы. Таким образом, ему не оставалось ничего другого, как вернуться в Азию. Старый Гиппий не перенес этих неудач, разрушивших все его надежды, по преданию, он умер еще раньше, чем приплыл в свой Сигейон.
Итак, Аттика освободилась от нашествия, и все планы восстановления тирании рушились. Но еще гораздо крупнее, чем материальные результаты победы, было ее моральное значение. Она доказала, что персидская пехота не могла соперничать с греческими гоплитами; ореол непобедимости, окружавший до тех пор покорителей Азии, в глазах эллинов исчез в этот день. Хотя бы варвары возобновили свое нашествие с более многочисленным войском, нация могла теперь смотреть в глаза будущему с уверенностью в своих силах.
В Персии ни минуты не сомневались в необходимости исправить марафонскую ошибку. В первый раз ошиблись в силах неприятеля и предприняли поход с недостаточными средствами; теперь нужно было повторить попытку в большем масштабе. Но среди приготовлений к этому походу Дарий I умер, на пятом году со времени битвы при Марафоне (486 г.); а его преемник Ксеркс должен был подавить восстание в Египте, прежде чем мог приняться за исполнение планов своего отца против Греции. Таким образом, Эллада могла отдыхать после Марафона десять лет.
Однако только в Афинах, которым, правда, грозила ближайшая опасность, воспользовались этим временем для того, чтобы укрепиться против угрожавшего нападения. Уже в первом году после Марафонской битвы Мильтиад сделал попытку, во главе всего афинского флота, принудить Киклады к отложению от персов. Ему, действительно, удалось добиться присоединения к Афинам западной цепи островов от Кеоса до Мелоса; остальные же Киклады оставались верными союзниками персов, и осада Пароса, начатая затем Мильтиадом, не увенчалась успехом. По возвращении он был привлечен к суду Ксантиппом из Холарга, одним из вожаков партии Алкмеонидов, женатым на племяннице Клисфена, Агаристе. Присяжные, хотя не присудили марафонского победителя к смерти, как этого требовало обвинение, но наложили на него непосильный денежный штраф. Спустя короткое время Мильтиад умер от раны, полученной при Паросе.
Теперь оставили наступательную политику против Персии; не пытались даже вернуть себе Лемнос и Имброс, которые отпали после ионийского восстания. Вместо этого ограничились более легкой задачей — изгнать из города друзей тиранов или тех, кого считали таковыми. Гиппарх из Коллита (см. выше, с.297) был подвергнут изгнанию посредством остракизма (весной 487 г.); эта мера была теперь впервые применена.