Obwohl der Skythenkrieg ein Fehlschlag war, konnte eine neue Satrapie – Thrakien – in Europa gewonnen werden und die Grenze des Reiches bis an die Donau vorgeschoben werden. Dies brachte das Reich in die direkte Nachbarschaft mit den europäischen Griechen. Besonders die persischen Vorstöße im Mittelmeer und der Ägäis und die Unterwerfung Makedoniens dürften in Griechenland Besorgnis ausgelöst haben. Ein Bündnisangebot Athens im Jahr 507 v. Chr. wurde von den Persern als formelle Unterwerfung des Stadtstaats aufgefasst. Im Jahr 499 v. Chr. schließlich brach ein Aufstand in den griechischen Gebieten Kleinasiens gegen die persische Herrschaft aus, die von Athen und Eretria, wenn auch nur mit geringen Mitteln, unterstützt wurde. Griechische Rebellen nahmen im Jahr 498 v. Chr. sogar Sardes ein und äscherten die Stadt ein. Dieser Ionische Aufstand, der sich zeitweilig bis nach Zypern ausdehnte, und auch den Abfall Thrakiens bewirkte, wurde 494 v. Chr. niedergeschlagen, und die führende Stadt, Milet, wurde zerstört. In den Folgejahren kam es zu zwei persischen Strafexpeditionen im Ägäisbereich (Beginn der so genannten "Perserkriege"). 492 v. Chr. wurde Thrakien erneut unterworfen. 490 v. Chr. wurde die mit Athen verbündete Stadt Eretria eingenommen und zerstört; ein persisches Heer landete schließlich in Attika mit der Absicht, Athen einzunehmen. Dies wurde aber durch die Schlacht bei Marathon, wobei das Unternehmen der Perser eher als Strafexpedition denn als regelrechte Invasion zu beurteilen ist, und anschließende athenische Militäroperationen vereitelt. Griechischen Quellen zufolge war für die Jahre 486/85 v. Chr. ein erneuter Feldzug gegen Griechenland geplant, der jedoch wegen eines Aufstandes in Ägypten und des Todes des Dareios nicht zustande kam.