Spartathlon thường được tổ chức vào khoảng cuối tháng Chín. Người chạy có 36 giờ để chạy 245 kilômét (152 dặm), gần tương đương với sáu cuộc đua marathon liên tiếp, giữa Athens và Sparti, địa điểm của Sparta cổ đại. Các vận động viên phải đối mặt với cái nóng của Hy Lạp vào ban ngày, cái lạnh vào ban đêm và địa hình đồi núi. Có 75 trạm kiểm soát trên đường đi, nơi người chạy sẽ bị truất quyền thi đấu vì lý do an toàn nếu họ không đáp ứng các mốc thời gian. Nhiều người chạy có đội hỗ trợ họ trong suốt cuộc đua, chẳng hạn như giúp họ tiếp tế tại các trạm kiểm soát. Những người không về đích sẽ được đón bằng xe buýt và cùng nhau đưa đến Sparta.[4]

Cuộc đua bắt đầu lúc 7:00 sáng, khoảng khi bình minh ló dạng, dưới chân Acropolis của Athens, gần Odeon của Herodes Atticus và Agora của Athens.[4] Các vận động viên chạy về phía tây và trạm kiểm soát chính đầu tiên là 80 kilômét (50 dặm), tại Kênh Corinth trên eo đất Corinth nối Peloponnese với lục địa Hy Lạp. Người chạy sau đó tiến đến địa điểm của Corinth cổ đại.[4]

Vận động viên leo lên 1.200 mét (3.900 ft) đèo cao Sangas trên Núi Parthenion, và sau đó đi xuống Tegea, khoảng 200 kilômét (120 dặm) từ khi bắt đầu cuộc đua. Theo Herodotus, Pheidippides đã nhìn thấy Pan ở Tegea, đây có thể là trường hợp đầu tiên được ghi nhận về ảo giác do tập thể dục. Phần còn lại của cuộc đua là 50 kilômét (31 dặm) đoạn xuống dốc đến thị trấn Sparta.[4]

Kết thúc cuộc đua là bức tượng của Leonidas I, vị vua Sparta đã chết trong trận Thermopylae chiến đấu với quân Ba Tư mười năm sau Marathon, được đặt ở cuối con phố chính ở Sparta. Các vận động viên hoàn thành cuộc đua sẽ nhận được một vòng nguyệt quế và nước từ các nữ sinh mặc quần áo chitons, và được sử dụng lều y tế. Quốc ca của người chiến thắng cũng được vang lên.[4]

Không có giải thưởng tiền tệ nào được trao cho bất kỳ người về đích nào, nhưng chiến thắng cuộc đua được coi là có uy tín và tạo ra sự công khai giúp thu hút các nhà tài trợ. Không giống như Pheidippides, không ai trong số các vận động viên chạy đua phải thực hiện lượt về để trở lại Athens.[4]