Подойдя к Афинам, римский полководец часть своих войск отрядил для осады города, а сам с основными силами явился под стенами Пирея, рассудив, что главная для него опасность исходит именно оттуда. Хотя главный интерес для проконсула представляли именно Афины, это было четко засвидетельствовано Плутархом.
Но как только римские легионы подошли к Пирею, римский военачальник, как и многие полководцы и до и после него, не избежал искушения взять город с ходу, а потому, как только были готовы лестницы, послал свои войска в атаку. Легионеры волной прихлынули к стенам Пирея и ринулись по лестницам вверх, но там их уже ждали — понтийские гоплиты сбрасывали римлян ударами копий, рубили кривыми мечами, сбивали камнями и дротиками. Римский натиск захлебнулся в собственной крови, но Сулла вновь погнал свои легионы на приступ, и сражение возобновилось с прежней яростью. Битва продолжалась целый день, но римская храбрость так и не сумела сломить понтийскую доблесть, и римский проконсул, смирившись с неудачей, велел трубить отход. Словно раненый зверь, отползала римская армия от стен Пирея, а затем, построившись в походную колонну, отступила в Элевсин и Мегару, где Сулла занялся приведением в порядок своих потрепанных частей. Первый раунд остался за Архелаем, но стратег понимал, что это только начало долгого противостояния.
И действительно, получив сильный щелчок по своему аристократическому носу, Сулла взялся за дело всерьез, по его приказу началось сооружение метательных машин и прочей осадной техники. И когда вся подготовка была завершена, под стенами Пирея вновь появились римские легионы, сжимая его в железное кольцо. Для того чтобы изготовить осадные башни, по приказу Луция Корнелия была вырублена роща Академии, где когда-то преподавал Платон, а для сооружения насыпи он использовал камни из полуразрушенных Длинных стен, остатки которых тянулись от Афин до Пирея. Снабжение римской армии шло из Фив, которые консул сделал своей главной базой и куда мог отступить, в случае неудачи. Между тем Архелай, наблюдая за продвижением римских осадных работ, решил сделать вылазку, разрушить насыпь и отбросить врага от стен. Стратег рассчитывал на эффект неожиданности, но шпионы проконсула успели его предупредить, и Сулла подготовил засаду. Вылазку полководец Митридата вел большими силами — в центре шла тяжелая пехота, а фланги были прикрыты кавалерией, но атака скрытых в засаде легионеров отбросила понтийцев назад. Не сумев уничтожить насыпь и видя, что она неуклонно растет, Архелай послал за подкреплениями на Эвбею и те острова, где он оставил гарнизоны. Стратег понимал, что судьба войны решается в Аттике. Сняв с кораблей гребцов, вооружив их и расставив на стенах, Архелай приготовился встретить страшный римский натиск. Но Сулла почему-то медлил с атакой, и стратег решил ударить первым. Сделав вылазку, понтийцы сожгли осадные навесы вместе с другой техникой, но проконсул был упрям и через 10 дней сумел все восстановить. Тогда Архелай пошел по другому пути и на месте возможной атаки велел соорудить на стене деревянную башню, откуда можно было обстреливать неприятеля.