Στο ενδιάμεσο, ο Κλεομένης στην Σπάρτη είχε καταφέρει ένα ισχυρό πλήγμα κατά του Άργους, στη Σηπεία. Επίσης, λέγεται ότι λίγο αργότερα κατάφερε να αντιμετωπίσει και τις έριδες που είχαν δημιουργηθεί εξαιτίας μιας φιλοπερσικής μερίδας της πόλης, την οποία εκπροσωπούσε ο βασιλιάς Δημάρατος, γιος του Αρίστωνα, από τον οίκο των Ευρυποντιδών.
Πιο συγκεκριμένα, ο Κλεομένης σε συνεργασία με τον ξάδελφο του Δημάρατου, Λεωτυχίδα, κατάφερε να τον απομακρύνει με την κατηγορία ότι ήταν νόθος γιος του Αρίστωνα και ως εκ τούτου δεν είχε κανένα δικαίωμα στον θρόνο. Σύμφωνα με αρχαίες πηγές ο Δημάρατος κατέφυγε στην αυλή του Πέρση βασιλιά, όπως ακριβώς είχε πράξει και ο πρώην τύραννος των Αθηνών Ιππίας νωρίτερα, όπου και έγινε σύμβουλος του Δαρείου.
Ο Κλεομένης και ο νέος βασιλιάς της Σπάρτης Λεωτύχιδας έλυσαν τον πρόβλημα της προδοσίας της Αίγινας, αφού πλέον απουσίαζαν τα εμπόδια που ανέκυπταν από την στάση του προκάτοχου συμβασιλέα. Ειδικότερα, όταν οι απεσταλμένοι των Περσών ζήτησαν «γη και ύδωρ», οι Αιγινήτες υπέκυψαν αμέσως. Οι Σπαρτιάτες, τότε, απαίτησαν να τους παραδοθούν άμεσα οι υπαίτιοι αυτής της ενέργειας, κάτι που πραγματοποιήθηκε μετά την απομάκρυνση του Δημάρατου από την εξουσία. Έτσι, οι Αιγινήτες αναγκάστηκαν να παραδώσουν στην Σπάρτη τους δέκα επιφανέστερους άνδρες του νησιού και να συνταχθούν με τον αντιπερσικό συνασπισμό.
Στο σημείο αυτό, δε, αξίζει να επισημανθεί ότι αν και η πράξη αυτή των Σπαρτιατών τους ενέπλεκε στα εσωτερικά ζητήματα μιας πόλης δίχως αυτό να τους έχει ζητηθεί, είχε καταλυτικά αποτελέσματα στο μέλλον, καθώς κατά την διάρκεια των Περσικών Πολέμων η Αίγινα βρισκόταν στο πλευρό των υπόλοιπων Ελλήνων, συμβάλλοντας τα μέγιστα υπέρ του κοινού αγώνα.
Ωστόσο, η πλεκτάνη που είχε εξυφάνει ο Κλεομένης για να απομακρύνει τον Δημάρατο από τον θρόνο αποκαλύφθηκε τις παραμονές της μάχης του Μαραθώνα το 490 π.Χ., με αποτέλεσμα να εξοριστεί. Στην εξουσία τον διαδέχθηκε ο ετεροθαλής αδελφός του Λεωνίδας, ο οποίος είχε νυμφευθεί την μοναχοκόρη του Κλεομένη, Γοργώ, καθώς ο μεγαλύτερος αδελφός του, ο Δωριεύς, είχε σκοτωθεί κατά την διάρκεια μιας αποστολής στην Σικελία. Ακολούθως, ο Κλεομένης κατέφυγε στην Αρκαδία, από όπου και κατέβαλλε προσπάθειες για να επιστρέψει στην Σπάρτη με στρατιωτικές δυνάμεις. Οι Έφοροι, όμως, τον ανακάλεσαν και όπως λέγεται αυτοκτόνησε μέσα στην παράνοια του. Ωστόσο, άλλες πηγές αναφέρουν ως αίτιο θανάτου του την δολοφονία.
Λίγο πριν ξεσπάσει η μάχη του Μαραθώνα, οι Αθηναίοι απέστειλαν τον ημεροδρόμο Φειδιππίδη στην Σπάρτη για ζητήσει βοήθεια. Εντούτοις η Σπάρτη δεν ανταποκρίθηκε αμέσως στο αίτημα αυτό, με το πρόσχημα ότι οι Σπαρτιάτες δεν εκστράτευαν ποτέ πριν από την πανσέληνο. Εν τω μεταξύ, από τις άλλες πόλεις μόνο οι Πλαταιές ανταποκρίθηκαν, στέλνοντας χίλιους οπλίτες. Έτσι, οι Αθηναίοι, αν και με ελάχιστες δυνάμεις συγκριτικά με τους Πέρσες, κατάφεραν να νικήσουν και να διαλύσουν τον μύθο των αήττητων Περσών. Ωστόσο, περίπου δύο χιλιάδες οπλίτες από την Σπάρτη κατέφθασαν τελικά στον Μαραθώνα, όταν η μάχη είχε τελειώσει, όπου αφού είδαν τους νεκρούς Πέρσες, συνεχάρησαν τους Αθηναίους για την νίκη τους και επέστρεψαν στην Πελοπόννησο.
Στο σημείο αυτό πρέπει να επισημανθεί ότι το πρόσχημα τον Σπαρτιατών δεν σημαίνει σε καμιά περίπτωση ότι δεν ήθελαν να βοηθήσουν τους Αθηναίους, καθώς πηγές αναφέρουν ότι έφτασαν ταχύτατα στο πεδίο της μάχης και συγκεκριμένα εντός τριών ημερών, την στιγμή που ο ημεροδρόμος Φειδιππίδης χρειάστηκε δυο ημέρες για να καλύψει την απόσταση Αθήνα – Σπάρτη, δηλαδή μια ημέρα νωρίτερα από ένα βαρέως οπλισμένο σώμα. Άλλωστε, η Σπάρτη απέστειλε στρατό στις Πλαταιές και στις Θερμοπύλες εν μέσω του εορτασμού των Καρνείων, των Ολυμπιακών και των Υακυνθίων.
Βάσει ιστορικών πηγών, η μη έγκαιρη αποστολή βοήθειας οφείλεται στο γεγονός ότι οι Σπαρτιάτες δεν είχαν να αντιμετωπίσουν μόνο τους Πέρσες, αλλά και το μέτωπο της Πελοποννήσου, ενώ πιθανολογείται ότι παράλληλα είχε ξεσπάσει εξέγερση στο εσωτερικό της Σπάρτης, προκληθείσα από τους είλωτες, την οποία κατέστειλαν την ίδια εποχή. Τέλος, άλλο μέτωπο που δημιουργούσε συχνά προβλήματα την ίδια περίοδο ήταν και η γειτονική Τεγέα, υπό την καθοδήγηση του εξόριστου βασιλιά Κλεομένη.
