I foråret 492 f.v.t. blev der samlet en ekspeditionsstyrke, der skulle ledes af Darius' svigersøn Mardonius, bestående af en flåde og en landhær.Mens det ultimative mål var at straffe Athen og Eretria, havde ekspeditionen også til formål at underlægge så mange af de græske byer som muligt.Mardonius tog afsted fra Kilikien og sendte hæren for at marchere til Hellespont, mens han rejste med flåden.Han sejlede rundt om Lilleasiens kyst til Ionien, hvor han brugte kort tid på at afskaffe de tyrannier, der herskede over Ioniens byer.Ironisk nok, da etableringen af ​​demokratier havde været en nøglefaktor i det joniske oprør, erstattede han tyrannierne med demokratier. Mardonius' etablering af demokrati her kan ses som et forsøg på at pacificere Ionien, så hans flanke blev beskyttet, mens han rykkede frem mod Hellesponten og derefter til Athen og Eretria.Derfra fortsatte flåden videre til Hellespont, og da alt var klar, sejlede landstyrkerne over til Europa.Hæren marcherede derefter gennem Thrakien og underkastede det igen, eftersom disse lande allerede var blevet føjet til det persiske imperium i 512 fvt. under Darius' felttog mod skyterne.Da de nåede Makedonien, tvang perserne det til at blive en fuldt underordnet del af det persiske imperium;de havde været vasaller af perserne siden slutningen af ​​det 6. århundrede fvt, men beholdt deres generelle autonomi.I mellemtiden krydsede flåden til Thasos, hvilket resulterede i, at Thasianerne underkastede sig perserne.Flåden rundede derefter kystlinjen så langt som til Acanthus i Chalcidice, før de forsøgte at runde næsset af Athos-bjerget.De blev dog fanget i en voldsom storm, som drev dem mod Athos' kystlinje og ødelagde (ifølge Herodot) 300 skibe med tab af 20.000 mand.Så, mens hæren var lejret i Makedonien, indledte Brygierne, en lokal thrakisk stamme, et natlig razzia mod den persiske lejr, dræbte mange af perserne og sårede Mardonius.Trods sin skade sørgede Mardonius for, at Brygierne blev besejret og underkuet, før han førte sin hær tilbage til Hellespont;resterne af flåden trak sig også tilbage til Asien.Skønt dette felttog endte uhyggeligt, var landtilgangen til Grækenland blevet sikret, og grækerne var uden tvivl blevet gjort opmærksomme på Darius' hensigter med dem.