波斯帝国为了西侵掠地，一开始便以雅典为主战场，与希腊城邦之间展开了一场旷日持久的战争。
公元前492年，波斯开始进攻希腊本土，战争延续了43年。直到公元前449年，雅典才和波斯缔结和约。
从公元前6世纪后半叶兴起后，波斯帝国就一意西侵，于公元前546年灭了小亚细亚的强国吕底亚。在此之前，包括米利都在内的小亚细亚沿岸爱奥尼亚城邦已受吕底亚的控制。
吕底亚灭亡之后，这些希腊城邦也被波斯帝国征服。约公元前514年，波斯国王大流士一世渡过博斯普鲁斯海峡，侵略多瑙河以北的斯基泰人。此次战役虽然失败，却控制了色雷斯在黑海海峡，直接威胁到希腊半岛的各城邦。
黑海沿岸是希腊各邦尤其雅典的重要粮食供给基地和商品市场。波斯控制黑海通道后，不仅希腊和黑海交通困难，而且已归附波斯的腓尼基人也将乘机侵夺希腊人的海外商业利益。
希波战争的第一阶段是公元前492年至公元前479年。
这时波斯侵入希腊，希腊各城邦的应战带有自卫和反侵略的性质。爱奥尼亚希腊城邦的反抗被扑灭以后，波斯便借口雅典和爱勒特里亚曾出兵援助米利都，要对之进行“惩罚”。
大流士一世于公元前492年和公元前490年两次大举西侵。第一次西侵因海军在阿陀斯海角遭飓风覆没，半途而退。第二次西侵则于毁灭爱勒特里亚后进入阿提卡。雅典军奋勇应战，在城东北42千米处的马拉松平原以少胜多，打败了波斯军。波斯想从雅典正面登陆的企图也未能实现。
马拉松战役后，雅典发生党争，奴隶主民主派得势。民主派领袖泰米斯托克利斯反对贵族派的陆军政策，力主扩充雅典海军，用劳里昂银矿的收入建造了一百多艘三层桨座的战船，征集第四级公民充当海军水手。
公元前480年，当波斯国王薛西斯亲率海陆大军再度侵入希腊时，雅典的实力已较过去更为强大，希腊各城邦也比较团结，共有三十多个城邦组成了反波斯同盟。斯巴达统率希腊联军，雅典则是联军的实际组织者。虽然帖撒利亚、底比斯等城邦对波斯妥协归附，但由于雅典、斯巴达、科林斯等主要城邦皆已参战，仍可说这是希腊人空前未有的抗拒外侮的大联合行动。
薛西斯统率的陆军进入希腊中部时，在温泉关（德摩比勒）一役遭到由斯巴达王李奥尼达所率领的少数守军的殊死抵抗。波斯军靠奸细的帮助抄小路包围了李奥尼达，守军三百勇士力战至死，温泉关战役便成为古希腊历史上爱国主义战斗的范例。
波斯陆军由温泉关南下，很快攻入雅典，雅典居民已事先全部撤离。这时斯巴达主张退保科林斯海峡，泰米斯托克利斯则竭力反对，并设计引诱波斯海军进入海面狭窄的萨拉米湾，选择有利地点进行决战。此次战役雅典几乎全歼波斯海军，从而扭转了整个战局，自此奠定了希腊人胜利的基础。
萨拉米战役之后，薛西斯即率主力退回亚洲，但在希腊半岛上还留有一支陆军。次年，即公元前479年，这支陆军又在比奥提亚的布拉底被希腊联军击溃，残余部队被迫退出古希腊。与此同时，在小亚细亚的米卡尔海角，雅典海军又歼灭波斯海军的残余力量，小亚细亚和附近岛屿的希腊城邦陆续获得独立。战争的第一阶段终以波斯侵略军的彻底失败而结束。
在希腊世界的西部，也发生了和萨拉米之役遥相呼应的战斗。大希腊的移民城邦，以西西里岛的叙拉古为首，抗击与波斯同盟的迦太基人的进攻。传说波斯和迦太基曾相约同时攻击希腊世界的东西两面，使其首尾不能相顾。
公元前480年希墨拉之役，叙拉古击败迦太基，得到8000塔兰特白银的赔款。自此以后，叙拉古便成为希腊西部的一大霸主。它在僭主革革隆（公元前485-公元前478年）和希伦（公元前478-公元前466年）时期，奴隶制的经济和文化都很繁盛。
希波战争第一阶段的胜利结束，对雅典等希腊城邦具有重大意义。由于雅典等城邦击退波斯的侵略，控制了整个爱琴海，其工商和航海事业得到充分发展的条件，促成公元前5世纪希腊各主要城邦的强盛。
公元前479年之后，希腊人的胜利已成定局，战争便进入第二阶段（公元前479-公元前449年）。这时雅典大肆扩张，对波斯采取攻势，战争都在海外进行。雅典不但迫使波斯不得染指爱琴海，并且乘机加强对爱琴海地区大部分希腊城邦的控制，建立了海上霸权。希波战争的第二阶段同时是雅典大举对外扩张的阶段。
公元前478年，以雅典海军为首的希腊舰队进攻黑海海峡，占领了赫勒斯滂左岸的要塞塞斯托斯。此时，没有海外利益的斯巴达已退出联军，战争的全部领导权落入雅典人手中。
公元前449年，雅典又在塞浦路斯岛打败波斯军，随后双方缔结和约，波斯放弃对爱琴海的霸权，承认小亚细亚海岸古希腊城独立，希波战争正式宣告结束。