Одновременно с дипломатическими мерами Дарий повел и тайную войну против Афин. Широко развернула свою деятельность заранее подготовленная агентура Дария в Афинах. Она действовала как легальными (создание проперсидской партии), так и нелегальными средствами (шпионаж, пораженческая пропаганда, подготовка вооруженного восстания к моменту подхода персидских войск).
Весной 490 года до н. э. персидский флот с посаженным на него войском под начальством Датиса и Артаферна направился прямо через Эгейское море против Эретрии и Афин. Эретрия, располагавшаяся на острове Эвбея, была взята после кратковременной осады. Затем флот направился к греческим берегам, и персы приступили к осуществлению хитро задуманной военно-разведывательной операции.
Персы высадились на берегах Аттики в районе городка Марафон, лежавшего недалеко от берега пролива между Аттикой и островом Эвбея, приблизительно в 40 километрах от Афин. Датис и Артаферн по совету Гиппия высадили лишь небольшую часть своего стотысячного отряда. Это было сделано с расчетом на то, что афиняне направят на борьбу с десантом свое войско, тем самым бросив Афины на произвол судьбы. А там в это время предполагалось восстание, подготовленное проперсидской партией и агентурой Дария, и его сторонники намеревались захватить власть в городе. На помощь восставшим должны были подойти главные силы Дария, которые оставались на кораблях неподалеку от города Фалерон и ждали лишь сигнала, по которому они должны были высадиться в Афинах.
А на Марафонском поле происходило следующее. Увидев приближающиеся афинские войска, персидские полководцы решили, что их основная задача выполнена — афинскую армию удалось выманить из города. Они дали команду своим войскам возвращаться на корабли, оставив лишь небольшой заслон. Это произошло 13 сентября 490 года до н. э., в день, вошедший в историю как дата знаменитого Марафонского сражения.
Заслон, оставленный персами, потерпел поражение, хотя победа греков не была полной, так как значительной части персов удалось благополучно сесть на корабли. Правда, начавшаяся буря разметала персидский флот, несколько судов были выброшены на берег и оказались в руках греческих воинов.
Греки праздновали победу. Они узнали о ней от гонца, пробежавшего без остановки весь путь. На рыночной площади Афин он успел прокричать "Персы разбиты и отступили. Мы победили!" — и рухнул замертво. В этих условиях сторонники Дария не решились поднять восстание.
