腓力執政後，首先著手加強王權，消除部族首領的軍事割據，限制貴族議會的權力，將全部軍政財權集中到國王手裏。
公元前338年，馬其頓打敗底比斯、雅典、科林斯等城邦聯軍。第二年，腓力召集各邦開會，宣布希臘各城邦成立聯盟，進攻波斯。公元前336年，腓力在他女兒的婚宴上遇刺身亡。王位由腓力20歲的兒子亞歷山大繼承，被稱為亞歷山大大帝。
征服埃及後，亞歷山大率軍大舉入侵中亞，在那裏遇到了當地部族的頑強抵抗。從公元前330年起，將近3年的時間他都在中亞作戰。在這期間，馬其頓人和希臘人中不斷有人反對繼續東進，亞歷山大鎮壓了持異議者，並於公元前327年率軍離開中亞，南下侵入印度，占領了印度西北部的廣大地區。他本想向恒河流域進發，征服印度的心臟地帶，但士兵們厭倦了長期戰爭，思鄉心切，加上印度的炎熱、暴雨和疾病，拒絕前進。亞歷山大的軍隊發生嘩變，印度的土著居民也群起反擊。再加上從少年時代就隨同他征戰的戰馬布盧法盧斯暴死，使亞歷山大心灰意冷。萬般無奈之下，他在公元前325年下令撤出印度。
公元前324年初，分兩路撤回的軍隊在巴比倫境內的奧皮斯城會師。由於長途跋涉，部隊損傷極大。亞歷山大將巴比倫作為新都，建立了壹個龐大的帝國。
遠征前，亞歷山大認為只有希臘民族才真正具有開化的文明。隨著東征，亞歷山大逐漸認識到波斯人和希臘人同樣具有傑出的智慧和才能，因而思想觀念發生了改變，認為各民族應該平等地和睦相處。為了促進馬其頓人和波斯人、東方人的融合，亞歷山大和大夏貴族羅克珊娜結婚，並鼓勵馬其頓人和東方女子結婚。在蘇薩城，亞歷山大舉行了壹次盛大的結婚典禮，他親自和波斯國王大流士三世的女兒斯塔提拉結婚。同壹天與被征服國女子舉行婚禮的馬其頓將士有1萬對之多。
在巴比倫，亞歷山大還整編了壹支龐大的軍隊，將3萬波斯青年編入馬其頓部隊，並準備繼續遠征。他計劃侵入阿拉伯與波斯帝國北面的土地，還想再次入侵印度，征服羅馬、迦太基和地中海西岸地區。
公元前323年6月，亞歷山大突然患惡性瘧疾，發病10天後就離開了世界，那年他僅33歲。
由於死亡的突然降臨，亞歷山大未明確他的接班人，導致王權的爭奪激烈。在鬥爭中，他的母親、妻子和兒女都被反對派殺死。其部將為爭奪地盤，互相混戰。公元前307年，橫跨歐亞非三大洲的馬其頓帝國分裂為馬其頓王國、塞琉古王國和托勒密王朝統治下的埃及王國。
亞歷山大的東征，促進了東西方文化的交流。東方的城市出現了優美的希臘式雕塑和建築，東方的天文學和數學知識也傳入希臘和西方，豐富了西方的知識寶庫。亞歷山大的東征，還開辟了東西方貿易的通路。亞歷山大在東方建立的幾十座城市逐漸發展成為商業中心。