De Tweede Perzische Oorlog begon in 480 v.Chr.. Opnieuw trok een groot Perzisch leger op tegen de Grieken onder leiding van koning Xerxes I, de zoon van Darius I. Het leger stak de Hellespont over en marcheerde zuidwaarts naar Athene. Dit leidde tot een zeldzame saamhorigheid onder de Griekse stadstaten, waarbij het maritiem sterke Athene en het vooral te land krijgshaftige Sparta de hoofdrol speelden. Na een onverwacht zwaarbevochten overwinning op de Spartanen onder leiding van Leonidas in de Slag bij Thermopylae (waar ook de film 300 over gemaakt is), ten noorden van Athene, marcheerden de Perzen op naar het tijdig geëvacueerde Athene, dat zij verwoestten. Na een nederlaag ter zee in de Slag bij Salamis (480 v.Chr.) hield koning Xerxes het voor gezien. Hij liet een zo eervol mogelijke afronding van de oorlog over aan zijn legerleider Mardonius en ging zelf terug naar huis. Mardonius werd in 479 v.Chr. definitief te land verslagen tijdens de Slag bij Plataeae. De Ionische steden werden bevrijd na een laatste Griekse overwinning op de westkust van Klein-Azië, in de Slag bij Mycale in hetzelfde jaar. Daarbij werden de resten van de Perzische vloot vernietigd. De Ioniërs werden bondgenoten van de Atheners.