Вторым крупным греческим центром Крыма стал Херсонес, расположенный в юго-западной части Крымского полуострова и издавна тесно связанный с Афинами. Херсонес был самым близким городом как к степному Крыму, так и к малоазиатскому побережью. Это и имело решающее значение для его экономического процветания. Торговые связи Херсонеса распространялись на весь западный и часть степного Крыма. Херсонес торговал с Ионией и Афинами, городами Малой Азии Гераклеей и Синопой, островной Грецией. Владения Херсонеса включали города Керкинитиду, находившуюся на месте современной Евпатории и Прекрасную Гавань, у Черноморского.
Жители Херсонеса и ближайшей округи занимались земледелием, виноградарством и скотоводством. При раскопках города найдены жернова, ступы, пифосы, тарапаны – площадки для выжимки винограда, виноградные ножи изогнутой формы в виде дуги. Было развито гончарное производство, строительное дело. Высшими законодательными органами в Херсонесе являлись Совет, готовивший декреты, и Народное собрание, утверждавшее их. В Херсонесе существовала государственная и частная собственность на землю. На херсонесской мраморной плите III века до н. э. сохранился текст акта продажи земельных участков государством частным лицам.
Наибольший расцвет причерноморских полисов приходится на IV век до н. э. Города-государства Северного Причерноморья становятся главными поставщиками хлеба и продовольствия для большинства городов Греции и Малой Азии. Из чисто торговых колонии становятся торгово-производственными центрами. В течение V и IV веков до н. э. греческими мастерами изготавливается множество высокохудожественных изделий, часть из которых имеет общекультурное значение. Всему миру известны золотая пластина с изображением оленя и электровая ваза из кургана Куль-Оба у Керчи, золотой гребень и серебряные сосуды из кургана Солоха, серебряная ваза из Чертомлыцкого кургана. Это же время наивысшего подъема Скифии. Известны тысячи скифских курганов и погребений IV века. К этому веку относятся все так называемые царские курганы, высотой до двадцати метров и 300 метров в диаметре. Количество таких курганов непосредственно в Крыму также значительно увеличивается, однако царский только один – Куль-Оба у Керчи.
В первой половине IV века до н. э. одному из скифских царей Атею удалось сосредоточить в своих руках верховную власть и образовать на западных границах Великой Скифии в Северном Причерноморье большое государство. Страбон писал: «Атей, воевавший с Филиппом, сыном Аминты, кажется, господствовал над большинством здешних варваров». Столицей царства Атея очевидно являлось поселение у города Каменка-Днепровская и села Большая Знаменка в Запорожской области Украины – Каменское городище. Со стороны степи поселение защищалось земляным валом и рвом, с других сторон были крутые днепровские кручи и Белозерский лиман. Городище было раскопано в 1900 году Д. Я. Сердюковым, а в 30-х и 40-х годах XX века Б. Н. Граковым. Основным занятием жителей было изготовление бронзовых и железных орудий, посуды, а также земледелие и скотоводство. Скифская знать жила в каменных домах, земледельцы и ремесленники – в землянках и деревянных постройках. Велась активная торговля с греческими полисами Северного Причерноморья. Столицей скифов Каменское городище очевидно было с V по III век до н. э., а как поселение просуществовало до III века до н. э.
Могущество скифского государства царя Атея основательно ослабил македонский царь Филипп, отец Александра Македонского.
Разорвав временный союз с Македонией в связи с нежеланием содержать македонскую армию, скифский царь Атей с войском, разбив македонских союзников гетов, захватил дочти всю дельту Дуная. В результате кровопролитнейшего сражения объединенного скифского войска и македонской армии в 339 году до н. э. царь Атей был убит а его войска разбиты. Скифское государство в северо-причерноморских степях распалось. Причиной распада было не столько военное поражение скифов, через несколько лет уничтоживших тридцатитысячное войско Зопирниона, полководца Александра Македонского, сколько резкое ухудшение природных условий в Северном Причерноморье. По археологическим данным, в этот период в степях значительно увеличивается поголовье сайгаков и сусликов – животных, живущих на заброшенных пастбищах и не пригодных для скота землях. Кочевое скотоводство не могло больше прокормить скифское население и скифы стали уходить из степей в речные долины, постепенно оседая на землю. Скифские степные могильники этого периода очень бедны. Ухудшилось положение греческих колоний в Крыму, которые начали испытывать на себе скифский натиск. К началу II века до н. э. скифские племена находились в низовьях Днепра и северной степной части Крымского полуострова, образовав здесь при царе Скилуре и его сыне Палаке новое государственное образование со столицей на реке Салгир вблизи Симферополя, позднее получившей название Неаполя Скифского. Население нового скифского государства осело на землю и в большинстве занималось земледелием и разведением крупного рогатого скота. Скифы начали строить каменные дома, используя знания античных греков. В 290 до н. э. скифами созданы укрепления по всему Перекопскому перешейку. Началась скифская ассимиляция таврских племен, античные источники стали называть население Крымского полуострова «тавроскифами» или «скифотаврами», которые впоследствии смешались с античными греками и сармато-аланами.
Сарматы, ираноязычные кочевники-скотоводы, занимавшиеся разведением лошадей, с VIII века до н. э. жили на территории между Кавказскими горами, Доном и Волгой. В V– VI веках до н. э. образовался крупный союз сарматских и кочевых савроматских племен, живших с VII века в степных зонах Урала и Поволжья. Впоследствии сарматский союз постоянно расширялся за счет других племен. В III веке до н. э. началось движение сарматских племен в сторону Северного Причерноморья. Часть сарматов – сираки и аорсы ушли в Прикубанье и на Северный Кавказ, другая часть сарматов во II веке до н. э. тремя племенами – языгами, роксоланами и сирматами – вышла к излучине Днепра в районе Никополя и в течение пятидесяти лет заселила земли от Дона до Дуная, став хозяевами Северного Причерноморья почти на половину тысячелетия. Проникновение отдельных сарматских отрядов в Северное Причерноморье по руслу Дона-Танаиса началось еще в IV веке до н. э.
Достоверно неизвестно, как проходил процесс вытеснения скифов из причерноморских степей – военным или мирным путем. В Северном Причерноморье не найдены скифские и сарматские захоронения III века до н. э. Распад Великой Скифии отделяет от образования на той же территории Великой Сарматии не менее ста лет.
Возможно в степи была большая многолетняя засуха, исчез корм для лошадей и скифы сами ушли на плодородные земли, сосредоточившись в речных долинах Нижнего Дона и Днепра. На Крымском полуострове почти нет скифских поселений III века до н. э., за исключением Акташского могильника. Скифы в этот период массово еще не заселяли Крымский полуостров. Исторические события, происходившие в Северном Причерноморье в III– II веках до н. э. практически не описаны в античных письменных источниках. Скорее всего сарматские племена занимали свободные степные территории. Так или иначе, но в начале II века до н. э. сарматы окончательно утверждаются в регионе и начинается процесс « сарматизации» Северного Причерноморья. Скифия становится Сарматией. В Северном Причерноморье найдено около пятидесяти сарматских погребений II– I веков до н. э., из которых 22 – к северу от Перекопа. Известны захоронения сарматской знати – Соколова Могила на Южном Буге, у Михайловки в Подунавье, у села Пороги Ямпольского района Винницкой области. В Порогах найдены: железный меч, железный кинжал, мощный лук с костяными накладками, железные наконечники для стрел, дротики, золотая пластина-наручь, парадный пояс, портупейный пояс, поясные накладки, фибулы, пряжки обуви, золотой браслет, золотая гривна, серебряный кубок, светлоглиняные амфоры и кувшин, золотые височные подвески, золотое ожерелье, серебряные перстень и зеркало, золотые бляшки. Однако Крым сарматы не заняли и бывали там только эпизодически. На Крымском полуострове не найдены сарматские памятники II– I века до н. э. Появление сарматов в Крыму было мирным и датировано второй половиной I – началом II века до н. э. В найденных памятниках этого периода отсутствуют следы разрушений. В боспорских надписях появляется много сарматских имен, местное население начинает пользоваться сарматской посудой с лощеной поверхностью и ручками в виде зверей. Войско Боспорского царства стало использовать более совершенное оружие сарматского типа – длинные мечи и копья-пики. С I века на надгробиях распространяются сарматские тамгообразные знаки. Некоторые античные авторы стали называть Боспорское царство греко-сарматским. Сарматы расселились по всему Крымскому полуострову. Их захоронения остались в Крыму у села Чкалове Нижегородского района, у села Неточного Джанкойского района, у районных центров Кировского и Советского, у сел Ильичеве Ленинского района, Китай Сакского района, Константиновки Симферопольского района. В Ногайчикском кугане у села Червоного Нижнегородского района найдено большое количество золотых украшений – золотая гривна, серьги, браслеты. При раскопках сарматских захоронений обнаружены железные мечи, ножи, сосуды, кувшины, кубки, посуда, бусы, бисер, зеркала и другие украшения. Однако в Крыму известен только один сарматский памятник II– IV века – у села Орловка Красноперекопского района. Очевидно, это свидетельствует о том, что в середине III века происходит частичный уход сарматского населения из Крыма, возможно для участия в походах готов.