В 490 году состоялся второй поход. Царь отправил против Греции большую армию под командованием опытных полководцев Датиса и Артаферна. Персидское войско на европейскую территорию доставил огромный флот. Персы разрушили город Эритрею на острове Эвбее и высадились около Марафона, всего в 28 километрах от Афин.
Именно здесь греки нанесли персам наиболее тяжелое поражение в ходе трех греко-персидских войн — в знаменитой Марафонской битве. Произошла она 13 сентября 490 года до н.э. близ небольшого греческого селения Марафон, которому суждено было войти не только в военную историю, но и в историю международного олимпийского движения.
Персидское войско подверглось полному разгрому и потеряло только убитыми 6400 человек, не считая пленных и раненых. Эта победа вдохновила другие греческие города-государства на сопротивление господству Персии.
Царь Дарий I прославился как крупный государственный деятель, политик и военный реформатор. При нем огромное Персидское государство было разделено на сатрапии — административно-податные округа. Во главе их стояли царские наместники — сатрапы, которые одновременно являлись военачальниками тех военных сил, которые находились на территории сатрапий. Среди прочего, в их обязанности входила охрана государственных границ от разбойных нападений соседей, прежде всего кочевых племен, ведение военной разведки и обеспечение безопасности на путях сообщений.
Был восстановлен судоходный канал от Нила до Суэца, который соединил богатый Египет с Персией. Царь Дарий I заботился о развитии флота и безопасности морской торговли, благополучии приморских портовых городов, приносивших в его казну немалые доходы. По свидетельству историков Древнего мира, персидского властелина египтяне почитали наравне со своими фараонами-законодателями. Даже жители далекого Карфагена признавали, хотя и номинально, власть Дария.
Царская гробница в скалах Накш-и-Рустама, близ города Персеполя, которую украшали великолепные скульптуры, стала последним прибежищем самого могущественного правителя Древней Персии. Достигнув наивысшего расцвета в правление Дария I, государство Ахеменидов после его смерти стало неуклонно приходить в упадок, прежде всего из-за военных поражений, и терять свои владения.