Η περσική κατάκτηση της Αθήνας το 480-479 π.Χ. οδήγησε σε εκτεταμένες καταστροφές, κάτι που μαρτυράται βέβαια κατά κύριο λόγο στην Ακρόπολη της Αθήνας. Τα πηγάδια της Ακρόπολης κλείνουν σχεδόν όλα με κεραμικό υλικό που προέρχεται από την περίοδο 500-480 π.Χ. Μετά το 480 π.Χ., ο Θεμιστοκλής και μετέπειτα ο Κίμωνας αναλαμβάνουν τη διευθέτηση ενός νέου διοικητικού κέντρου για την Αθήνα.
Η πραγματική εικόνα της Αγοράς στην έναρξη της Κλασικής περιόδου (479 π.Χ.), μετά την αποχώρηση των Περσών, πρέπει να ήταν μια σειρά ερειπωμένα κτήρια, που είχαν υποστεί ανεπανόρθωτες καταστροφές, λόγω της περσικής κατάκτησης. Ιδιαίτερα τα κτήρια της δυτικής πλευράς καταστράφηκαν ολοσχερώς.
Έπειτα από ένα εύλογο διάστημα, η πόλη δημιούργησε μια σειρά κτήρια διοικητικού και θρησκευτικού χαρακτήρα. Η Θόλος χτίζεται γύρω στο 465 π.Χ., προκειμένου να στεγάσει τους πρυτάνεις: το Νέο Βουλευτήριο αναλαμβάνει τη θέση του Παλαιού, το οποίο μετατρέπεται σε τόπο φύλαξης των αρχείων του κράτους και χώρο λατρείας της Μητέρας των Θεών. Η οικοδομική δραστηριότητα είναι έντονη και στη βόρεια πλευρά: η Βασίλειος Στοά ξαναχτίζεται με το αυθεντικό υλικό των ετών του 550-500 π.Χ. Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και με το Βωμό των Δώδεκα Θεών, που πιθανότατα ξαναχτίζεται λίγο μετά το 480 π.Χ. Οικοδομείται επίσης και η περίφημη Ποικίλη Στοά από το γαμπρό του Κίμωνα, τον Πεισιάνακτα, και στολίζεται με ζωγραφικά έργα μεγάλης αξίας από τον Πολύγνωτο, το Μικίωνα και τον Πάναινο.
Νέα κτήρια ανεγείρονται σταδιακά και στην ανατολική και τη νότια πλευρά. Τα κτήρια της ανατολικής πλευράς, απλοί περίβολοι, έχουν μάλλον δικαστική χρήση. Αντίθετα, στη νότια οικοδομείται γύρω στο 430 π.Χ. η Νότια Στοά Ι, όπου τελούνται συσσίτια. Άλλα κτήρια της ίδιας περιόδου είναι η Στοά του Ελευθερίου Διός και το Νομισματοκοπείο. Η πόλη εντάσσεται και στο οικοδομικό πρόγραμμα του Περικλή, όταν χτίζεται ο περίφημος ναός του Ηφαίστου και της Αθηνάς Εργάνης, το λεγόμενο «Θησείο», λίγο μετά το 450 π.Χ. Στη δυτική πλευρά της Αγοράς συγκεντρώθηκαν επομένως τα βασικά δημόσια κτήρια νομοθετικού, δικαστικού, διοικητικού και στρατιωτικού χαρακτήρα, ενώ στη νότια αυτά που σχετίζονταν με την εμπορική και οικονομική ζωή της πόλης.
Μετά τα μέσα του 5ου αι. π.Χ., η Αγορά της Αθήνας οργανώνεται ως το διοικητικό κέντρο μιας δημοκρατίας, η οποία αποτελούσε ταυτόχρονα και το κέντρο μιας «αυτοκρατορίας». Η μεγαλοπρέπεια των κτηρίων της Ακρόπολης δε γίνεται αισθητή στο χώρο της Αγοράς. Σε ελάχιστες μόνο περιπτώσεις κάποια μνημεία διακρίνονται για την πολυτέλειά τους, όπως για παράδειγμα η Στοά του Ελευθερίου Διός.
Μια σειρά αλλαγές παρατηρούνται και κατά τη διάρκεια των τελευταίων χρόνων του 5ου αι. π.Χ., όταν σημειώνονται καταστροφές ή τροποποιήσεις στη χρήση μιας σειράς μνημείων, όπως η Θόλος, το Παλαιό Βουλευτήριο, τα δικαστήρια κάτω από τη Στοά του Αττάλου κ.λπ. Οι περισσότερες αλλαγές σχετίζονται με τα δραματικά γεγονότα που ακολούθησαν το ολιγαρχικό πραξικόπημα του 411 π.Χ., την πτώση της Αθήνας στους Σπαρτιάτες το 404 π.Χ. και την τυραννία των τριάκοντα.
Η οικοδομική δραστηριότητα στην Αγορά ανανεώθηκε στα μέσα περίπου του 4ου αι. π.Χ. Παρά τις δυσκολίες της Αθήνας στο πολιτικό επίπεδο, που ακολούθησαν την ήττα της στον Πελοποννησιακό πόλεμο, η οικονομία της πόλης άνθησε ιδιαίτερα στη διάρκεια αυτού του αιώνα. Αποκορύφωμα της ακμής της ήταν η περίοδος που την τύχη της πόλης έλεγχε ο ρήτορας Λυκούργος, ο οποίος κόσμησε την πόλη, αλλά και την Αγορά, με μια σειρά πολυτελή κτήρια. Ο ναός του Απόλλωνος Πατρώου, το Τετράγωνο Περιστύλιο, η νέα εκδοχή του Μνημείου των Δώδεκα Ηρώων, η Οπλοθήκη τοποθετούνται χρονικά στο διάστημα που η πόλη είναι ακόμη αυτόνομη.
