В 438 г. до н. э. Археанактидов сменил Спарток I, преемники которого — Спартокиды — удерживали власть в своих руках до II в. до н. э. О событиях, связанных со сменой власти, ничего не известно. Существуют различные гипотезы о происхождении Спартокидов. Согласно одной из них, Спартокиды — выходцы из знати местных племен фракийского происхождения, которая уже в то время ориентировалась на сближение с греческими купцами и рабовладельцами, что было продиктовано общностью социально-экономических интересов. Однако не исключено, что Спарток мог быть и греком. Спартокиды, как и Археанактиды, вначале назывались архонтами. При них греческие города сохраняли определенное самоуправление. Одной из главных тенденций в правление их династии было активное стремление к расширению территории своего государства. Это обусловливалось экономическими причинами, в частности развитием торговли зерном, что вызывало потребность в увеличении его товарного производства и подчинении конкурирующих городов. Хотя и существует мнение, что боспорские города за исключением, возможно, только Нимфея не входили в состав Афинского морского союза, однако факты говорят о другом. С конца V в. до н. э. Боспор стал играть значительную роль в торговле хлебом с Афинами, экспорт которого достиг максимума в IV в. до н. э. Расширение торговли хлебом требовало увеличения объема его производства, чего в условиях низкого уровня развития земледелия можно было достичь только за счет расширения территории сельскохозяйственной округи. Таким образом, объем внешней торговли с античным миром, которую активно вели Спартокиды, непосредственно зависел от освоения новых земельных площадей.
Боспор свою территорию расширял постепенно. В V в. до н. э. в его состав вошел город Нимфей. В 80-х годах IV ст. до н. э. после тяжелой войны, продолжавшейся несколько лет, Боспор присоединил Феодосию, несмотря на то что последней довольно активно помогала Гераклея Понтийская. Сама Феодосия была большим торговым центром с хорошей гаванью и имела развитые торговые связи, главным образом с Афинами. Феодосия как один из самых значительных полисов Боспора в VI–V вв. до н. э., безусловно, являлась довольно сильным конкурентом Пантикапея. Война началась при правлении преемника Спартока I — царя Сатира I (433–389 гг. до н. э.), погибшего во время осады Феодосии. Только сыну Спартока I — Левкону I (389–349 гг. до н. э.) удалось победить в этой войне и присоединить к Боспорскому государству весь Керченский полуостров. После войны боспорские цари стали называться «архонтами Боспора и Феодосии».
При Левконе I территория Боспора расширилась и в восточном направлении — были покорены племена, занимавшие южную часть Таманского полуострова (Синдика), а также племена Прикубанья и Восточного Приазовья. Увеличилось количество городов, среди которых один из самых значительных — Горгиппия — находился на месте Синдской Гавани. В первой четверти III в. до н. э. в устье Дона боспоряне основали Танаис, ставший значительным перевалочным центром на торговых путях Северо-Восточного Причерноморья. Владея такими территориями, Левкои I стал титуловать себя «архонтом Боспора и Феодосии, царем синдов, торетов и дандариев». Титулы боспорских царей ярко отражали их территориальные приобретения. В меру присоединения к Боспору новых племен в состав титула включались новые этнические названия этих племен. Но но отношению к античным городам боспорские цари пытались показать себя не тиранами-узурпаторами и завоевателями, которыми они по существу были, а законными продолжателями республиканской формы правления и поэтому продолжительное время называли себя архонтами. Спарток III (304–284 гг. до н. э.) уже титуловался «царем Боспора». Только по отношению к Пантикапею боспорские цари оставались архонтами до I в. до н. э.
Боспорские цари имели большую власть. Они были верховными владельцами и распорядителями земельных угодий, городов, поселений, наделяли ими своих приближенных; награждали иностранных купцов проксениями и привилегиями; руководили вооруженными силами; им подчинялись также судебные органы. Эту власть Спартокиды распределяли между членами их рода. Многочисленные функции исполнительной власти, управление отдельными районами и городами поручались придворной знати, состоявшей из родственников и приближенных лиц. Полисные формы правления — народное собрание, совет, магистратуры — даже там, где они в какой-то степени сохранились, были со временем настолько ограничены, что, по сути, утратили реальное значение. Под контролем царей находились наемное войско, военный флот и отряды, предоставлявшиеся в их распоряжение вождями подвластных племен. В особенно опасные моменты к этим силам присоединялось гражданское ополчение.
Зависимость местных племен (скифов, синдов, меотов и др.) состояла в признании ими верховной власти боспорского царя, уплате дани сельскохозяйственной продукцией, участии в военных действиях. Однако они сохраняли свое племенное устройство, свои обычаи, особенности быта. Группами племен руководили вожди.