Η ήττα των Περσών στο Μαραθώνα, το 490 π.Χ., δε σήμανε και το τέλος της περσικής επιθετικότητας, όπως απέδειξε η νέα εισβολή του Ξέρξη το 480 π.Χ. Για τους Έλληνες, όμως, η επικράτηση ενάντια στην υπέρτερη δύναμη των βαρβάρων απέκτησε μυθική σημασία. Έγινε το σύμβολο του θριάμβου της δημοκρατικής πόλης και κατά τον 5ο αιώνα προβλήθηκε ως η αφετηρία της αθηναϊκής ισχύος. Η ενίσχυση του κύρους των στρατηγών μετά τη μάχη οδήγησε στην αντικατάσταση του τρόπου ανάδειξης των αρχόντων, οι οποίοι στο εξής δεν εκλέγονταν, αλλά κληρώνονταν μεταξύ των πεντακοσιομέδιμνων, και των ιππέων. Η διαμάχη μεταξύ των αριστοκρατικών γενών συνεχίστηκε και μετά την εισβολή και για πρώτη φορά εφαρμόστηκε το μέτρο του οστρακισμού. Εξορίστηκαν τότε ως επικίνδυνοι για τη δημοκρατία με υποκίνηση του Θεμιστοκλή, ο Πεισιστρατίδης Ίππαρχος, ο Αριστείδης, ο πατέρας του Περικλή Ξάνθιππος και ο Αλκμαιωνίδης Μεγακλής.

Ο Θεμιστοκλής ήταν ο πρώτος που αντιλήφθηκε τη σημασία που είχε η ναυπήγηση στόλου, τόσο για την απόκρουση μίας μελλοντικής επίθεσης, όσο και για την εξασφάλιση του επισιτισμού της πόλης. Η ήττα των Αθηναίων στην Πάρο ίσως να συνέβαλε στην υιοθέτηση της πρότασής του από τον αθηναϊκό δήμο. Το 483/2 π.Χ. ανακαλύφθηκε μία νέα φλέβα αργύρου στα ορυχεία του Λαυρίου, η οποία απέδωσε στην πόλη εκατό τάλαντα. Ο Θεμιστοκλής αντιτάχθηκε στην πρόταση του Αριστείδη να διανεμηθούν τα χρήματα στο δήμο και πέτυχε να δοθούν σε εκατό εύπορους πολίτες με την υποχρέωση να ναυπηγήσουν μία τριήρη ο καθένας. Την ξυλεία παραχώρησε ο Αλέξανδρος Α' της Μακεδονίας που, αν και υποτελής των Περσών, δε διέκοψε τις σχέσεις του με τους Αθηναίους. Το νέο στόλο επάνδρωσαν τα μέλη της κατώτερης τάξης των θητών, οι οποίοι έτσι αύξησαν στα πλαίσια της αθηναϊκής πολιτείας το ειδικό βάρος τους σε σχέση με τους οπλίτες. Αυτός ήταν ίσως και ο λόγος της αντίθεσης του Αριστείδη, που οδήγησε στον οστρακισμό του. Με τη ναυπήγηση του στόλου της η Αθήνα έθεσε τις βάσεις για την ανάδειξής της σε μεγάλη δύναμη, ισοσταθμίζοντας έτσι τη σπαρτιατική υπεροχή στις χερσαίες δυνάμεις, και εξασφάλισε την επικράτησή της έναντι των Περσών.