Царювання й життя Гаумати передчасно обірвали змовники з числа перської знаті. До семи змовників, які знищили Гаумату, належав і Дарій І. Він і став перським царем. Щоб легітимізувати свою владу, Дарій І одружився з донькою Кіра II Атоссі та з усіма іншими жінками з гарему Камбіза і Гаумати, хоч до цього вже був одружений і мав трьох синів.

Щойно Дарій І узурпував царську владу, проти нього повстали поневолені персами країни (виняток становили лише Бактрія та області на захід від Євфрату). Першими виступили Елам і Вавилон, їх підтримали Мідія, Маргіана, Вірменія, Парфія, Саттагідія, Єгипет, племена саків у Середній Азії. Навіть у Персії відмовилися визнавати владу Дарія І. Найбільш масовим було повстання в Маргіані. В Дарія І не було великого війська, щоб за його допомогою погасити полум’я повстань відразу на всій території держави, тому він розбивав сепаратистів поодинці. Впродовж чотирнадцяти місяців у кровопролитних битвах Дарій І придушив визвольний рух народів і відновив державну єдність імперії Ахеменідів. Навіть більше, він істотно розширив кордони держави, завоювавши області Середньої Азії, Фракії, Македонії, північно-західної частини Індії. Не поталанило йому лише підкорити скіфів (похід проти них відбувся між 516 і 512 рр. до н. е.), які уникали вирішальної битви й успішно вдавалися до тактики маневреної війни. Втім, ця невдача не завадила Дарію І включити причорноморських скіфів до офіційного реєстру підвладних йому народів. Кордони держави Ахеменідів, до якої входили десятки країн і народів, пролягали за Дарія І від річки Інд на сході до Егейського моря на заході, від Вірменії на півночі до Ефіопії на півдні.

У своїй державі Дарій І здійснив ряд важливих реформ, покликаних ще більше централізувати її, зробити багатшою й могутнішою. Закладені ним принципи ахеменідської монархії, титулатура царя царів" надійно прижилися в подальшій історії Ірану.

Почав свою реформаторську діяльність Дарій І з реорганізації та уніфікації системи управління провінціями. Він поділив територію держави на два десятки адміністративно-податкових округів — сатрапіщ причому так, що в ряді випадків кордони сатрапій збігалися з кордонами підвладних Ахеменідам країн. Очолювали новоутворені округи начальники областей — сатрапи ("охоронці царства"). На ці посади призначали не місцевих володарів, як це було за Кіра II та Камбіза, а персів. Сатрапи відали здебільшого суто цивільними справами, контролювали місцевих чиновників, їм дозволялося чеканити срібну монету. Армія в державі підпорядковувалася безпосередньо царю й жодною мірою не залежала від сатрапів, нею керували спеціальні воєначальники. "Цар царів" та його чиновники (особливо таємна поліція — "вуха й очі царя") уважно стежили за діяльністю сатрапів. Нагляд же за чиновницькою братією здійснював тисячоначальник — довірена особа царя, начальник його особистої гвардії.

У державі множилося число канцелярій і канцеляристів. Так, у Сузах, столичному місті, було створено велику центральну канцелярію, підлеглу царській канцелярії. Аналогічні установи, переповнені грамотними чиновниками для ведення офіційного листування, з’явилися також у Вавилоні, Мемфісі, Екбатанах. Офіційною мовою діловодства була арамейська, проте в підвладних Персії країнах залишились у вжитку й місцеві мови (єгипетська, еламська тощо). Найвідповідальніші посади в адміністративному апараті, як правило, належали персам, однак у провінційному управлінні функції суддів, градоначальників, начальників царських будівельних робіт тощо виконували також вавилонці, єгиптяни, іудеї, арамеї, еламці, греки, тобто люди з більшим адміністративним досвідом, аніж новачки в цій справі — перси.

Дарій І приділяв особливу увагу кодифікації й уніфікації правових норм у своїй державі. У сфері юриспруденції важливу роль відігравали сім поважних перських родів, представлених у царській раді.

"Цар царів" запровадив стабільну систему державних податків. Відтоді всі сатрапи були зобов’язані вносити в державну скарбницю строго зафіксовані грошові суми та натуральні побори. Загальна річна сума цих податків становила близько 232 т срібла, вона не змінилася впродовж усього періоду існування держави Ахеменідів. Перси, на відміну від інших підвладних Ахеменідам народів, грошового податку не платили, проте виконували натуральні повинності. Стару, запроваджену Кіром II, систему "подарунків" Дарій І зберіг лише для прикордонних народів (колхів, арабів, ефіопів тощо).

Дарій І ввів єдину для всієї імперії грошову одиницю — золотий дарик (назва цієї монети походила або від царського імені, або від давньоперського слова дари — "золото") вагою 8,4 г. Завдяки високій пробі золота в дарику ця монета відігравала впродовж кількох століть важливу роль у тодішній міжнародній торгівлі, хоча в Східному Середземномор’ї більш ходовими були грецькі срібні монети. Чеканити золотий дарик мав право тільки перський цар, сатрапам же дозволялося чеканити срібний сикль вагою 5,6 г, номінальна вартість якого становила 5 % вартості дарика.

Дарій І, якого перси називали гендлярем, був людиною ощадливою. На чеканку монети він виділяв лише незначну кількість коштовного металу, який зберігався в царській скарбниці у злитках, тому грошовий обіг у Перській державі мав скромні масштаби, що не сприяло інтенсивнішому розвиткові товарно-грошових відносин.

Не залишив поза увагою Дарій І військову організацію держави. Його армія складалася з кінноти (в ній служили представники знаті) та піхоти (до неї вербували простий люд). Ці роди військ злагоджено взаємодіяли на полі бою, завдяки чому перси здебільшого перемагали ворогів. Під час великих воєнних кампаній підвладні Ахеменідам народи постачали армію певною кількістю воїнів. Ядром армії були 10 тисяч добірних вояків — безсмертні, першу тисячу яких становили царські гвардійці, решту ж набирали з іранських племен та еламців. Геродот повідомляв, що безсмертними цих воїнів називали тому, що їх кількісний склад завжди залишався сталим, бо коли хтось із воїнів вибував із їхніх лав, на його місце відразу ж брали іншого (Історія, VII, 83).

"Цар царів" організував і старанно впорядкував для себе великий гарем, за яким наглядало ціле полчище євнухів. До гарему, як це було заведено в Ахеменідів, входили не лише жінки та наложниці царя, а й інші жінки царської сім’ї — мати, сестри тощо. Ще за перших Ахеменідів гарем мав великий вплив при царському дворі.