Не было сомнения, что восстание Самоса, если только оно останется изолированным, постигнет такая же участь, как и все прежние возмущения союзников против афинского владычества. Надежда на общее восстание членов союза не оправдалась; Хиос и Лесбос, единственные значительные морские державы, остались верны Афинам; здесь страх перед персами еще превозмогал опасения перед возрастающим могуществом Афин. Оставалась надежда только на государства, не принадлежавшие к союзу, — на Спарту и Персию. Действительно, в Спарте, тотчас по заключении тридцатилетнего мира, власть перешла к военной партии. Она добилась того, что виновники мира, царь Плистоанакт и его советник Клеандрид, были обвинены в подкупе со стороны Перикла и осуждены; Плистоанакт и Клеандрид отправились в изгнание, первый — в Аркадию, второй — в только что основанные Фурии; освободившийся престол занял сын свергнутого царя, Павсаний. Восстание Самоса представляло, по-видимому, удобный случай наверстать то, что было упущено 6 лет назад. Но на собрании пелопоннесских союзников, которое было созвано для решения вопроса о войне или мире, коринфяне так энергично воспротивились разрыву с Афинами, что Спарта принуждена была отказаться от всяких военных планов, тем более что, вероятно, и в самой Спарте многие не решались нарушить только что заключенный мир без вызова с противной стороны.
Теперь самосцам оставалась одна надежда — на персов, но и ей не суждено было осуществиться. Правда, сардский сатрап поддержал восстание против Афин; но действительную помощь мог доставить только финикийский флот. Обе стороны ожидали, что персидский царь воспользуется случаем, чтобы нанести удар Афинскому морскому союзу. Ввиду этой опасности Перикл решился разделить флот и с 60 кораблями пойти навстречу финикийцам, оставив 65 триер перед Самосом. Этим моментом воспользовались самосцы; под предводительством своего полководца Мелисса, который был известен и как философ, они неожиданно бросились на эскадру, осаждавшую город, и принудили ее снять блокаду. Самос снова мог запастись провиантом. Но это был минутный успех. Ожидаемый финикийский флот не явился; Перикл, получив известие о поражении осадного флота, тотчас вернулся к Самосу, а из Афин, Лесбоса и Хиоса подоспели подкрепления. Теперь, когда Перикл имел в своем распоряжении 200 кораблей, об открытой морской битве нечего было и думать; самосцам не оставалось ничего другого, как запереться в своих стенах. Город держался до последней возможности; наконец, ниоткуда не получая помощи, он принужден был сдаться после восьмимесячной осады (439 г.). Самос потерял свою самостоятельность и господство над Аморгом; демократия была восстановлена, зачинщики восстания изгнаны, военный флот выдан афинянам и стены города срыты. Военные издержки — 1200 талантов — Самос обязался уплатить по частям.
Афины победили; но своей победой они были обязаны главным образом лояльности пелопоннесцев и вялости персидской политики. Притом, восстание самосцев повлекло за собой тяжкие потери для морской державы, Афин. Правда, Византия покорилась тотчас после падения Самоса; но множество союзных городов на азиатском материке — особенно Анэа в Ионии, где утвердились самосские изгнанники, и ряд общин в Карии — с помощью персов удержали свою независимость. Ликия также с этих пор перестала платить дань; остатки Карийского податного округа были теперь включены в Ионийский округ; Тем не менее, в общем могущество Афин вышло из борьбы невредимым, и Перикл имел полное основание быть довольным победой, которая упрочивала как его собственное положение в Афинах, так и авторитет Афин среди союзных государств.
Вне союза мир обеспечивался добрым согласием с пелопоннесцами, которое только что счастливо выдержало тяжелый искус; и если дружественные отношения с персидским царем во время Самосской войны на минуту поколебались, то в конце концов и Персия не решилась предпринять против Афин какого-либо серьезного шага. Таким образом, ничто не мешало Периклу искать на севере вознаграждения за те потери, который союз понес в последние годы в Греции и Малой Азии. Фракийский Херсонес уже в 447 г. был заселен аттическими клерухами; теперь (437 г.) удалось занять и область нижнего Стримона, которую тщетно пытался покорить уже Кимон. В том месте, где река выступает из Керкинитидского озера, аттические и халкидские поселенцы основали колонию Амфиполь, новую столицу афинской Фракии (437 г.). Новая крепость господствовала над единственной дорогой, которая вела из Македонии в геллеспонтские области; золотые рудники соседнего Пангея сделались для Афин крупным источником доходов. Около этого же времени сам Перикл предпринял экспедицию в Понт; в Синопе и Амисе на Пафлагонском берегу были основаны афинские колонии; важнейшие из греческих поселений на северном берегу Черного моря были включены в состав союза и обложены данью.