后,大流士之子泽尔士一世再度组成一支庞大的希腊远征军杀入希腊。希腊组成泛希腊联盟,在温泉关由盟主斯巴达王亲自镇守。但由於援军不及支援,斯巴达军队失守。波斯陆军继续长驱直入,雅典采取坚壁清野的战术,将所有雅典人和物资撤出雅典城。波斯大军进入雅典后,即火烧雅典城,将全城化为灰烬。之后,波斯海军和希腊舰队也在萨拉米斯开始对战。在开始对战之前,波斯海军经过两次风灾,已经有所折损,但仍有绝对的优势。雅典的首席执政官塞密斯托克利,努力说服希腊联军将战场放在萨拉米斯,而不是继续将战场往后退。波斯的海军的兵力是战舰600艘,希腊舰队的兵力则是战舰350艘。
交战开始,波斯舰队看到希腊舰队变换阵形,被误认是胆怯畏敌,因抢攻而阵形大乱,希腊舰队大败波斯海军中的主力腓尼基舰队。波斯舰队正欲撤退时,遇上了自己后方的舰队,由於海道狭窄而挤成一团,甚至彼此自相残杀。在塞密斯托克利下令希腊舰队向敌人猛攻时,腓尼基舰队被歼灭,其他的波斯舰队也失去斗志,四散奔逃。波斯损失惨重,王公贵族战死很多,战舰折损两百艘。第三次波希战争结束。