Pasukan Persia kini mulai bergerak menuju armada Yunani, yang juga telah berlabuh untuk merebut kapal-kapal Persia. Meskipun pasukannya sudah kelelahan, Kimon, melihat "bahwa pasukannya bersemangat oleh dorongan dan kebangaan untuk kejayaan mereka, dan sangat ingin bertempur dengan orang-orang barbar", melabuhkan para pelautnya dan langsung menyerang pasukan Persia. Pada awalnya, barisan persia sempat menahan gempuran Athena, namun pada akhirnya, seperti pada Pertempuran Mykale, para prajurit hoplites yang bersenjata berat terbukti lebuh unggul, dan memukul mundur pasukan Persia. Melarikan diri ke perkemahan mereka, pasukan Persia ditangkapi, bersama dengan perkemahan mereka, oleh pasukan Yunani yang menang.