Утром 12 сентября 490 года до н. э. афиняне выстроились для боя в длинную фалангу и атаковали врагов. Этот бой получил название «Марафонская битва», или «Битва при Марафоне». Основные силы Мильтиад сосредоточил на флангах. В ходе сражения персы сильным ударом потеснили афинян в центре, где фаланга была слабее. Сильные фланги афинян зажали персидских воинов с двух сторон, и те, опасаясь окружения, панически отступили к кораблям. Понеся большие потери, персы сели на корабли и отплыли от берега. На поле боя полегло 6400 персов и 192 греческих гоплита. Одной из причин этого поражения было то, что персидские воины почти не имели тяжёлого вооружения. Метко стреляя из луков, они были слабыми в ближнем бою. Греки гордились своей блестящей победой над врагом и ещё долгое время прославляли героев Марафона.