公元前525年的5月，波斯人与埃及人在贝鲁西亚展开了一场大会战，波斯人不讲武德，把猫邦在在盾牌上，以至于埃及人不敢向波斯人射箭，因为猫在古埃及信仰中拥有着神圣的地位。结果显然易见，波斯人以损失7千人的代价，击溃了5万埃及大军，最终达到埃及首都孟斐斯，并成功破城占领埃及，埃及法老普萨美提克三世随后被带回波斯首都苏萨囚禁，最后被秘密处死。占领埃及后，波斯人把埃及变为波斯帝国的一个行省，冈比西斯二世也加冕为埃及法老。虽然攻占了埃及，但是冈比西斯二世并未摧毁埃及文明，他保留了埃及神庙以及埃及祭司们的特权。攻陷埃及后，冈比西斯二世沿着尼罗河南下，继续攻击埃塞俄比亚，但是这次军事行动以失败告终。
伴随着埃塞俄比亚军事行动的失败，冈比西斯二世的弟弟巴尔迪亚发动政变，自立为王，并且还抢了冈比西斯二世的老婆阿托莎。也有一种传说，说巴尔迪亚其实一早就被拜火教祭司杀了，出现在众人面前的巴尔迪亚就是这位祭司假扮的。无论是真的巴尔迪亚也好，假的也罢，冈比西斯二世收到弟弟叛变消息后马上率领大军回程平叛了。但是走到卡尔迈勒山附近的埃克巴坦那时，冈比西斯二世神秘死去，现今也没有一个准确说法。
冈比西斯二世死后，波斯的王室旁支，时任宫廷禁卫军“万人不死军”的统帅大流士随即受到军队的拥戴，成为了波斯帝国第三任皇帝，是为：大流士一世。大流士一世杀死篡位的巴尔迪亚，继而镇压了巴比伦、埃兰、米底等地起义，终于扭转了帝国濒于瓦解的局势。而按照古埃兰习俗，阿托莎成为了大流士一世最为宠爱的皇后，为大流士一世生下了4个孩子，其中就包括长子薛西斯一世。
大流士一世在继位不到一年的时间里，先后打了十八场战役，镇压了帝国内部的暴动起义，打败了国内八大割据势力的首领，让整个面临崩溃的波斯帝国重新回归一统，踌躇满志的大流士一世在一个叫贝希斯敦的地方，让人在附近的石壁上刻上了著名的《贝希斯敦铭文》，以歌颂自己的丰功伟绩。大流士一世自称“王中之王，诸国之王”，后人尊其为“铁血大帝”。
大流士一世承继了居鲁士大帝的传统，各个地区只需承认波斯皇帝最高权威即可，在这基础上可以维持一定程度的独立性，即“大一统，小自治”。大流士一世首创了行省制，他将全国分成20多个行省，行省的总督由皇帝直接任命，一般由波斯贵族担任，而非波斯的本地贵族也可以在行省中担任要务。在公元前518年，大流士一世征服印度河西北部，建立了波斯帝国第20个行省。
征服印度之后，大流士一世把下一步的征伐目标瞄向了希腊。