こうした「アテナイ海上帝国」の台頭に対し、スパルタをはじめとするペロポネソス同盟側のポリスは懸念を抱いた。またアテナイはエーゲ海だけでなくペロポネソス半島の反対側に位置するイオニア海にも勢力を伸ばすようになり、イオニア海を商業活動の主な舞台としてきたコリントスなどと対立するようになった。
アテナイの専制的支配に対してデロス同盟から離反するポリスが現れるとペロポネソス同盟側がこれを支援したり、対立するポリスの一方が同盟に加わると他方は反対側の同盟に加わったりする動きもみられた。
変遷.
結成初期～絶頂期.
エーゲ海の沿岸部や、島にある小さな都市国家同士が力を合わせることでペルシアの海上侵略を防ごうとしたのだった。
しかし、艦船と漕ぎ手の維持には莫大な維持費が必要となる。これはアテナイだけでなく、他の都市国家も同様に軍事力の維持が課題となった。
ペリクレスは各ポリスの総生産に応じて納金額を調整し、貢納義務を課した。加えて、非常時にはアテナイ海軍力への支援を約束した。これにより、ギリシア世界全体の海軍力を高めたまま維持することが可能となった。
ところが、カリアスの和約によりペルシアと不可侵条約が結ばれる。加えて、アテナイとスパルタとの間にも休戦協定を結び、ペリクレス期のギリシア世界には内乱や騒乱を除き平和な時代が訪れた。それは同時に、ペルシアからの侵略の脅威も消失し、デロス同盟の意義を問い直さなければならないこととなったことを意味した。
平和になったことにより軍事同盟としてのメリットが消失してしまい、分担金だけをアテナイが占める形になってしまった。
このように、環エーゲ海の海運国家経済を良くするために同盟を運用することとなった。これにより、デロス同盟は「軍事同盟」から「経済同盟」の意味合いが大きくなってゆく。
このエーゲ海へ展開したマーケットにより、デロス同盟加盟国家の経済は格段に向上して戦後の高度経済成長を促した。出土品などからさまざまな都市国家との交易が行われていたことがわかっている。平和になったことでペルシャも交易相手としてアテナイや他の諸都市と貿易を行っていた。ギリシア世界、そしてペルシャのあらゆる商品がアテナイに集り、そこに資産家や実業家が集る。
迷走～衰退期.