Přesný popis této bitvy najdete v sekci bitvy, takže zde jen krátce. Peršané měli před bitvou víc jak dvojnásobnou převahu, ale nezapojili do bitvy své kvalitní jezdectvo. Athéňané měli 10 000 vlastních hoplítů a asi tisícovku mužů ze spojeneckých Platají, jiná řecká města buď pomoc odmítla nebo (jako v případě Sparty) jejich armády ještě nedorazily. Řecký velitel Miltiades se tak musel spolehnout na větší sílu svých vlastních hoplítů v boje muže proti muži a podnikl útok, kterým jeho posílená křídla snadno smetla své protějšky. Středy armád zatím vedly bitvu, ve které Athéňané pomalu podléhali, protože právě zde bojovali Nesmrtelní a Athéňanů bylo mnohem méně. Po vítězství křídel ovšem Miltiades stočil vítězící vojáky proti středu perských vojsk a rozdrtil ho. Peršané se pak ještě pokoušeli nalodit se a ihned dobýt Athény, ale Miltiadova armáda byla rychlejší než perské lodě.
Za vítězství děkovali Athéňané především vynikajícímu velícímu důstojníkovi, tedy Miltiadovi. Ten se skutečně značnou měrou zasadil o vítězství, neboť strategicky využil všechny výhody, které měl v ruce. Stejně tak ovšem za vítězství řeckého státu proti perskému kolosu mohlo athénské státní zřízení, které každého občana podněcovalo k boji za vlast, s čímž se perské loupeživé oddíly nemohly měřit.
Pro Persii znamenalo porážka velký otřes. Bezprostředně po ní došlo v Persii k několika vzpourám podřízených kmenů proti nadvládě perského krále a dokonce odtržení některých satrapií. Peršané však záhy své impérium zcela sjednotili a připravovali se na druhou výpravu proti Řecku. Mezi první s druhou výpravou do srdce Řecka uplynulo deset let, která v historii vývoje Athén patří k těm nejbouřlivějším