Même s'ils sont largement surpassés en nombre, Thémistocle persuade les alliés grecs de s'engager dans une bataille décisive, espérant que la victoire grecque empêchera les Perses d'envahir le Péloponnèse. Le roi Xerxes recherche aussi une bataille décisive. À la suite d'un subterfuge des Alliés, la flotte perse entre dans le détroit de Salamine. Elle y est tellement à l'étroit qu'elle ne peut plus manœuvrer efficacement et sa supériorité numérique n'est plus un avantage. La flotte grecque forme alors une ligne et détruit un nombre élevé de navires perses. Cette victoire, combinée à celles de Platées et du cap Mycale, diminue considérablement les forces armées perses dans la région. Par la suite, les Grecs entreprennent de les repousser, avec succès, vers l'Asie pendant les trente années suivantes. Selon plusieurs historiens, une victoire perse aurait durablement paralysé le développement de la Grèce antique et, par extension, empêché l'éclosion de la culture occidentale.