В то же время греческий флот, собранный у мыса Артемисон, в северной части Эвбеи, впервые встретился с эскадрами Великого Царя, шедшими от города Ферм, места, где впоследствии будут построены Фессалоники. Хотя они попали в шторм, разбивший 400 кораблей о скалистый полуостров Магнесию, египетские и азиатские судна отлично показали себя в течение всего боя, длившегося с перерывами два дня. После поражения при Фермопилах греческий флот направился на юг и бросил якорь около острова Саламин, откуда он мог защищать линию укреплений на Истме.
Через Фокиду, которая была разрушена, и Беотию, которая стала союзником, персы пришли в Аттику. По совету оракула афиняне оставили город, чтобы спастись на кораблях, которые доставили их на Саламин и в Трезен. Слабый гарнизон, оставшийся в акрополе, храбро оборонялся до полного истребления. Афины были разграблены и сожжены. Таким образом, как того желал Дарий, Ксеркс отомстил за сожженные ионийцами храмы в Сардах.
Перед тем как напасть на оборонительные сооружения Истма, царь должен был разрушить греческий флот, собранный у Саламина. Посланцы сообщили ему о распрях и сомнениях в среде союзных греческих военачальников под предводительством спартанца Эврибиада. Афинянин Фемистокл считал, что необходимо дать бой без промедления в водах Саламина, где недостаток пространства помешал бы противнику развернуть все суда и воспользоваться численным превосходством. Он искусно маневрировал, чтобы отвергнуть предложение отступить к Истму. Предупрежденные персы выставили эскадру на западном входе в Элевсинскую бухту, через которую греки могли отступить. Бой теперь был неизбежен. Утром, ближе к концу сентября 480 года, флот Великого Царя с финикийскими судами во главе входит в пролив шириной не более одного километра между Саламином и берегами Аттики. Ксеркс установил свой трон на склонах Эгалеоса, чтобы наблюдать за победой своих эскадр. Греческие корабли были готовы к бою: согласно тактике Фемистокла, они использовали свои возможности маневрировать, чтобы протаранить вражеские суда, которым было тесно и которые начали друг другу мешать. Высадившиеся гоплиты, вооруженные лучше своих азиатских и египетских противников, одержали победу в боях на абордаж. Афиняне и эгинеты, два самых многочисленных контингента в греческом флоте, проявили в сражении свою сноровку и храбрость. После жестокого и беспорядочного боя, суда Великого Царя повернулись другим бортом и двинулись к Фалере, а греки до наступления ночи уничтожали вражеские корабли, которых они, как говорит Эсхил, били «как тунцов». Менее 400 греческих кораблей одолели флот, в три раза превосходивший их числом.
Ослабленный этими тяжелыми потерями персидский флот уже не был опасен. Армия же осталась цела. Однако Ксерксу довольно было увиденного, и время года было неблагоприятное. Он дал приказ отступать, отправив остатки флота к Геллеспонту, а сам двинулся вместе с армией по суше. Сорок пять мучительных дней заняло возвращение обратно в Азию. В Фессалии он оставил одного из своих генералов, Мардония, со значительными силами, который должен был перезимовать на месте, чтобы возобновить наступление весной.
В 479 году, как только наступило время жатвы, в начале июля, Мардоний вторгся в Аттику, жители которой вновь были эвакуированы на Саламин. Поняв, что объединенная греческая армия покинула Пелопоннес, он возвратился в Беотию, оставляя после себя разрушенный город и опустошенные деревни. Он поджидал греков на проходах через Киферон, близ реки Асоп. Его войска были многочисленны и отлично обучены: к персидской и азиатской пехоте присоединились беотийские и фокейские гоплиты; особенно опасной была кавалерия, усиленная эскадронами Фессалии, Беотии и Македонии. Греческая армия под командованием спартанца Павсания, племянника Леонида, насчитывала около 40 000 гоплитов, среди которых было 10 000 спартанцев и 8000 афинян, не считая легковооруженных воинов. Они пересекли Киферон и заняли позиции у подножия горы, перед персами, возле города Платеи. Противники наблюдали друг за другом в течение трех недель. Все это время греки подвергались беспрестанным налетам вражеской кавалерии. Приказ об отступлении, отданный Павсанием, но проигнорированный его подчиненными, побудил Мардония пересечь Асоп со своей пехотой и атаковать дезорганизованную греческую армию. Однако греки стойко выдержали нападение: лакедемоняне, в частности, показали себя достойными своей традиционной славы — они отразили наступление персов и стремительно атаковали врага, обратив его в беспорядочное бегство. Мардоний погиб на поле боя. Афиняне, левое крыло, повергли беотийцев в бегство. Варварский лагерь пал под ударами греков, которые перебили захватчиков. Остатки вражеской армии направились на север под защитой кавалерии. Фивы, после двадцатидневной осады, сдали персидских сторонников. Победители по праву могли праздновать свою победу, делая вотивные приношения в крупные храмы, например, известную змеиную колонну в Дельфах: на этот раз Греция была окончательно спасена.