På dette tidspunktet bestemte generalene, ifølge Herodot, seg for å oppgi sitt roterende lederskap, som –generaler til fordel for Miltiades. Han valgte riktignok å angripe dagen da hans stamme skulle lede angrepet, kanskje fordi han ønsket å ha det fulle ansvaret for slaget. Han bestemte seg for å rykke mot perserne veldig tidlig om morgenen. Han beordret to stammer, som utgjorde sentrum av den greske formasjonen, Leontis–stammen ledet av Themistokles og Antiokis–stammene ledet av Aristeides, til å stille opp i en formasjon som var fire rekker dyp, mens resten av stammene på sidene var åtte rekker dype. Avstanden mellom de to hærene hadde blitt forminsket til «en distanse ikke mindre enn 8 stadier» eller rundt 1500 meter som de dekket mens de løp og skrek sine krigsrop «Ελελευ! Ελελευ!» (Elelef, elelef). Dette overrasket perserne som «i sitt sinn angrep athenerne med galskap som må ha vært dødelig, da de så at de var få og likevel fortsatte å løpe videre uten hverken kavaleri eller bueskyttere.» Det blir også debattert om den greske hæren løp hele distansen, eller om de marsjerte til de nådde grensen for bueskytternes effektive rekkevidde, det vil rundt 200 meter, og så løp mot rekkene til sin fiende. Forkjempere for den siste teorien bemerker at det er svært tungt å løpe så langt med den tunge vekten av hoplittenes bevæpning som blir anslått til 32 kg. De som foreslår den første teorien hevder at de antikke grekerne, slik det antydes av overlevende statuer, var i svært god fysisk form (hoplittløpet hadde nylig blitt en olympisk gren), og dersom de måtte løpe hele distansen, ville den være dekket i løpet av fem minutter, men dersom de marsjerte, ville den antagelig tatt ti minutter, nok tid til at perserne kunne reagere, noe de ikke gjorde.