从公元前6世纪下半叶起，在亚洲西部伊朗高原崛起的波斯开始大举对外扩张，很快形成了一个庞大的军事帝国。到大流士统治时期（前522—前486年），波斯已成为世界古代史上第一个横跨欧、亚、非三洲的大帝国。公元前513年，国王大流士一世进一步控制了黑海海峡和色雷斯一带，直接威胁到希腊半岛诸城邦的安全与利益。
公元前6世纪中叶，波斯帝国侵占了小亚细亚西部沿岸希腊人建立的各城邦，它们需向波斯当局纳税服役，饱受压榨。公元前500年，小亚细亚的希腊城邦米利都爆发反波斯起义，希腊本土的雅典等城邦出手相助。波斯帝国派重兵于公元前494年镇压起义了。波斯帝国早有西侵野心，于是借口雅典和埃雷特里亚曾援助米利都，于公元前492年夏，发动了对希腊的战争。
波斯军队的初次进攻遭到了挫败，陆军在色雷斯遭遇军民抵抗，半途而退。海军则遭飓风摧毁覆没。次年，大流士一世幻想不战而降服希腊，于是派使者到希腊各城邦索要“水和土”，作为归顺波斯的象征。希腊最大的两个城邦——雅典和斯巴达坚决拒绝了大流士一世的要求，于是一场大战不可避免地爆发了。
公元前490年，波斯大军横渡爱琴海，在雅典郊外的马拉松平原登陆。处境险恶的雅典，一面紧急动员，加强戒备；一面派当时的长跑能手斐里庇第斯日夜兼程去200多公里远的斯巴达城邦求助。这位长跑健将只用了一天多的时间便到达斯巴达。但斯巴达人却以祖宗规定，月不圆不能出兵为由拒绝出兵。斐里庇第斯苦苦哀求，但斯巴达人无动于衷，斐里庇第斯无奈，只好赶回马拉松复命。
斯巴达人不出兵的消息并没有使雅典人丧失斗志。雅典统帅米太亚得在分析了敌强我弱的客观情况后，决定用精锐重装步兵去袭击波斯的步兵和弓箭手，波斯人未能即时投入主力骑兵，结果不敌雅典军来自两翼的猛击而全线大溃。米太亚得以11000兵力打败了10万优势敌军。长跑能手斐里庇得斯奉命奔回雅典报捷。这位长跑能手当时已受了伤，一口气跑了42公里的路程，到达雅典时只喊出一声：“我们胜利了！”便一头栽倒在地，再也没有醒来。为了纪念他，后人举行了马拉松长跑比赛。
马拉松战役后，波斯人仍不甘心失败。大流士一世死了以后，他的儿子薛西斯登上王位。薛西斯为实现父亲的遗愿，发誓要踏平雅典，征服希腊。为此，他精心准备了4年，动员了整个波斯帝国的军力。参加远征的士兵来自臣服波斯的46个国家，100多个民族。希腊方面也加强了各城邦间的团结，积极整军备战。公元前480年春，波斯全军分海、陆两路，向希腊进发，七八月间来到了德摩比勒隘口。该隘口是中希腊的“门户”，依山傍海，关前有两个硫磺温泉，所以又叫“温泉关”。关口极狭窄，仅能通过一辆战车，是从希腊北部南下的唯一通道。斯巴达王列奥尼达率300名士兵迎战。因有通敌者引路，致使关隘失守，300名战士慷慨捐躯。
攻占温泉关以后，波斯军长驱直入，进占雅典城。然而雅典城早已空空如也，原来雅典杰出的海军统帅提米斯托克利把所有的妇女儿童转移到了亚哥斯的特洛辛和本国的萨拉米斯岛上去躲避，所有的男人则乘着战船，集中到萨拉米斯海湾。公元前480年9月，双方在萨拉米斯海面展开决战。波斯战舰虽多，但船体笨重，港窄、水浅的萨拉米海湾限制了它们的战斗力；而希腊人则发挥了战船体积小，机动灵活的优点，一举获胜，扭转了战局，薛西斯匆匆收兵返回亚洲。
第二年，希腊联军在普拉提亚再次以寡敌众，消灭了薛西斯留在希腊的陆军，迅速收复了希腊本土的大部分失地。波斯远征希腊失败，加之帝国内部矛盾重重，被迫退居守势。以雅典为首的希腊则逐渐转入进攻，并乘机扩张海上势力，建立雅典在爱琴海域的霸权。公元前478年，雅典舰队占领赫勒斯滂海峡北岸的重镇塞斯托斯，从而控制了通向黑海的要道。同年（一说前477年），雅典联合爱琴海诸岛及小亚细亚一批希腊城邦结成“海上同盟”，因其金库曾设于提洛岛，所以又称“提洛同盟”。加入的城邦约有200个，其中以雅典为最强。同盟各邦提供资金、船只，组建共同舰队，雅典则实际控制了同盟的金库管理权和舰队指挥权。
公元前449年，希腊海军在塞浦路斯岛东岸的萨拉米斯城附近重创波斯军，至此双方同意媾和。雅典派全权代表卡里阿斯赴波斯首都苏萨谈判并签订了《卡里阿斯和约》。和约规定：波斯放弃对爱琴海及赫勒斯滂和博斯普鲁斯海峡（黑海出口）的控制，承认小亚细亚西岸希腊诸城邦的独立地位，塞浦路斯归波斯辖治。希波战争至此结束。