Główną przyczyną zaistnienia sporu między państwem greckim i perski było obkładanie przez Persów wysokimi daninami państw greckich. Na terenie Azji Mniejszej, ingerencja Persów w wewnętrzne sprawy polis, popieranie tyranów i żądania dostarczanie oddziałów zbrojnych, jak i statków wojennych. Ciemiężone miasta w roku 500 p.n.e. zapoczątkowały powstanie. Na jego czele stanął tyran Miletu – Arystagoras. Jedyna pomoc, jaką otrzymali powstańcy pochodziła z Aten i Eretrii, które wysłały 25 okrętów. Powstanie zakończyło się klęską u wybrzeży wyspy Lade w 494 r. Milet oraz inne państwa jońskie zostały zniszczone, a ich mieszkańcy deportowanie. Jedynym sukcesem powstańców było zdobycie i spalenie Sardesu, który był jednym z ważniejszych miast portowych nad rzeką Hermos.
Dariusz, władca Persji, zrozumiał że nie może narzucić całkowitego panowania poszczególnym greckim państwom w Azji Mniejszej, bez podporządkowania sobie całej Grecji. W roku 492 Dariusz wysłał flotę perską pod dowództwem Mardoniusza. Wyprawa zakończyła się w okolicach półwyspu Chalkidike, gdzie perskie okręty zostały zniszczone przez sztorm. Wojska lądowe natomiast poniosły klęskę w Tracji.
Następna perska wyprawa pod dowództwem Datysa i Antafernesa rozpoczęła się w roku 490. wyprawa morska na Eretrię odniosła sukces, jednak armia lądowa mimo przewagi liczebnej poniosła druzgocącą klęskę pod Maratonem w starciu z armią grecką dowodzoną przez Miltadesa. O zwycięstwie Greków zadecydował szyk bojowy – falanga. Po zakończeniu walk Temistokles, który zajmował urząd archonta – eponima zadecydował o wykorzystaniu niedawno znalezionego złota na zbudowanie 200 trójrzędowców oraz na budowę portu w Pireusie. Sparta i Ateny powołały do życia Związek Panhelleński, który zakładał dowództwo Sparty na morzu i lądzie.
Następna wyprawa Persów w 480 r. dowodzona była przez króla perskiego – Kserksesa. Wyprawa ruszyła morzem i lądem. Dla uniknięcia niebezpiecznych sztormów Persowie przekopali kanał przez półwysep Chalkidike. Persowie zajęli Tesalię i Beocję. Jedną z najważniejszych bitew tej kampanii rozegrano w wąwozie Termopilskim, gdzie Grecy i Spartanie pod dowództwem króla Sparty – Leonidasa ponieśli klęskę, ponieważ Persowie znaleźli ścieżkę prowadzącą na tyły wojsk greckich. Kiedy Leonidas uświadomił sobie beznadziejność sytuacji postanowił odesłać resztę armii, a sam został wraz z 300 Spartanami, osłaniając odwrót armii lądowej i floty, która wycofała się ku Salaminie. Attyka i Ateny zostały oddane na pastwę wroga, po uprzedniej ewakuacji ludności. Pod Salaminą, flota grecka, dzięki wprowadzeniu przeciwnika w błąd odniosła zwycięstwo. Kserkses zadecydował o odwrocie, a tylko część armii pod dowództwem Mardoniusza pozostała na miejscu i poniosła klęskę pod Platejami w 479 r. Bitwa ta była największą bitwą tamtych czasów – Grecy dysponowali 70 000 żołnierzy, a Persowie co najmniej dwukrotnie więcej. Armią grecką dowodził Spartanin Pauzaniasz, sławny geograf. Flota sprzymierzona pobiła u przylądka Mykale pozostałości floty perskiej, co pozwoliło na uwolnienie wysp i wybrzeże Azji Mniejszej od załóg perskich, wskutek czego Grecy odzyskali dostęp do Morza Czarnego.
W 478 r. pod przewodnictwem Aten powstał Związek Delijski z siedzibą na wyspie Delos, znany potem jako Ateński Związek Morski, który w przeciwieństwie do Sparty, kontynuował wojnę z Perską.
Gdy w 471 r. konserwatyści doprowadzili do wygnania Temistoklesa, spośród wodzów wybił się syn Miltadesa – Kimon. Zdobył on posiadłości greckie w Tracji, a w 466 r. pobił Persów nad rzeką Eurymedon w Pamfilii. W 454 r. flota ateńska, udzielająca poparcia egipskim powstańcom p klęskę w delcie Nilu. Po zwycięstwie Kimona pod cypryjską Salaminą w 449 r. doszło do zawarcia tzw. Pokoju Kallissa w 448 r., w którym Persowie zrzekli się dążenia do roli przywódcy na Morzu Egejskim i uznali niezależność greckich miast w Azji Mniejszej.
Wojny z Persami przyczyniły się do wzrostu politycznego znaczenia Aten wśród Greków, a ich ogromna flota zapewniała przywództwo w działaniach wojennych. Dzięki wygraną pod Maratonem i w innych bitwach, Ateny objęły stanowisko hegemona w Helladzie. Po zakończeniu walk Ateny nie dopuściły do rozwiązania Związku Morskiego i wyzyskiwały inne państwa członkowskie.
