雅典步兵除了披挂厚厚的铠甲之外，还携带着三种武器：重约十八斤的盾牌、两米半的长矛，以及一个短剑。①
相形之下，波斯步兵的装备要脆弱得多。和希腊武士比起来，他们的甲胄更薄，长矛更短，有些甚至根本没有盾牌。波斯步兵更适合机动作战。待在狭小空间里，面对面地和重装武士对抗，那是他们不擅长的。但是他们有人数上的巨大优势，波斯方阵比希腊人的更厚实、更难以突破。
两个庞大的方阵发生了剧烈的冲撞。现代人已经很难想象那种面对面厮杀的残酷场面。哀号、践踏、死亡。在前排的雅典士兵，用盾牌撞击敌人，用长矛猛刺敌人，用短剑劈砍下敌人的肢体。鲜血喷在他们的甲胄上，他们的盾牌上。一旦他们被敌人刺倒，轰然倒地，后排的士兵就会立即补上他们的位置。
波斯人布阵的时候，习惯将他们最精锐的部队——一般是来自伊朗的波斯武士——部署在中间，将较弱的部队部署在两翼。而雅典联军这次布阵正好相反，他们中间的方阵最弱，两翼最强。
于是，两个方阵慢慢地变形。
波斯中路部队将雅典人逼得节节后退。而在两翼，雅典联军则进展顺利，向前不断推进。这样，波斯人的方阵成了一个三角形，而希腊人的部队则成了一个V字形。从图上看，雅典联军似乎在张开两翼，拥抱着波斯部队。
这正是米提亚德战术的核心：他要用两翼逼近波斯人，把他们慢慢逼迫到一个小小的空间。这样，波斯军队人数上的优势将毫无意义。
但问题的关键在于：雅典中部部队能否抵住波斯人的进攻。如果V字形最底端被突破，那整个方阵就会解体，雅典联军就会万劫不复。
战斗在激烈地进行，一个漫长的秋日……
雅典联军汗流浃背地作战，从头盔上狭小的瞭望孔里只能看到来自四面八方的敌人。埃斯库罗斯回忆起当时的场面，也只记得一片混乱：“长矛挥舞，让人意乱神迷。”这个时候，许多人声称自己看到了奇景。一位全身披挂的神明出现在战场上，向波斯人发起猛攻。据说，他就是雅典城的建立者——神话英雄忒修斯。不是一个人，而是许许多多人都声称自己看到了这一点。现代心理学家会毫不犹豫地称之为集体幻觉。在巨大压力之下，人们会借助于心理暗示，看到同样的幻影。
经过漫长的苦战，雅典人的中部部队奇迹般地顶住了压力，支撑住了V字形方阵，米提亚德的战术开始发挥作用。
V字形的角度开始缩小，巨大的两翼向中间推去。波斯人跌跌撞撞地后退，直到他们在雅典的“两条铁臂”之下，挤做一团。
然后，是一场大屠杀。
混乱在波斯军队中蔓延。巨大的数量反而构成了可怕的灾难。前列的波斯人惨遭屠戮，而在他们后面密集的人群互相推挤，碰撞。波斯人视野所及，都是拥挤在一起的自己人。他们有矛无处刺，有剑无处劈。越来越拥挤，越来越紧张。
溃败发生了。三角形的部队四分五裂，纷纷向后方逃去。
波斯人挣扎着跑向自己的船只。他们距离船只大约有三公里，这三公里成了波斯人的死亡之路。雅典人在后面一路追击，许多波斯人在混乱中跑错了方向，没有来到海边，反而陷入了一个大沼泽。他们全都成了牺牲品。
雅典联军冲到海岸，试图夺取船只。埃斯库罗斯的兄弟是十将军之一。他用手死死抓住船尾，和波斯人争夺船只。他的手被斧头砍掉了。这位雅典将军在海滩上翻滚哀号。他死了。
一片大混乱之后，波斯人扬帆远去，留下了七艘船舶和无数死尸。
马拉松之战就这样完结了。波斯军队损失了六千四百人。至于那些死在沼泽地里的，还没有计算在内。谁也不知道他们有多少。相比之下，雅典军则仅仅阵亡一百九十二人，其中有执政官卡里马卡斯和两位将军。将领们的死亡率大大高于普通士兵，希腊的战斗就是这样……
普拉提亚人阵亡十一名。联军中伤员有多少，则没有记载。
