Οι Πλαταιείς πολέμησαν επίσης στην Ναυμαχία του Αρτεμισίου, ενώ δεν πήραν μέρος στη Ναυμαχία της Σαλαμίνας, επειδή αναγκάστηκαν να αποχωρήσουν για να προστατεύσουν την πόλη τους από τους Πέρσες, που στον ερχομό τους τελικά την πυρπόλησαν. Μετά την νίκη των Ελλήνων κατά των Περσών, η πόλη ανακαινίστηκε. και κατοικήθηκε μέχρι τον Πελοποννησιακό πόλεμο. Την άνοιξη του 431 π.Χ. η πόλη δέχτηκε την αιφνιδιαστική επίθεση από τριακόσιους Θηβαίους, τους οποίους οι Πλαταιείς αμέσως αντέκρουσαν και σκότωσαν 180 από αυτούς. Τον τρίτο χρόνο του πολέμου οι Πελοποννήσιοι με αρχηγό τον Αρχίδαμο περικύκλωσαν και πολιόρκησαν τις Πλαταιές. Οι Πλαταιείς λίγο πιο πριν είχαν στείλει τους γέρους και τα γυναικόπαιδα στην Αθήνα για να γλυτώσουν, αφήνοντας μόνο 400 πολεμιστές μαζί με 80 Αθηναίους και 110 γυναίκες που τους φρόντιζαν. Οι πολιορκημένοι κατόρθωσαν να αντισταθούν, και γι' αυτό οι Πελοποννήσιοι έσφιξαν τον κλοιό περισσότερο. Δύο χρόνια κράτησε η πολιορκία αυτή. Όταν τελικά οι Πλαταιείς παραδόθηκαν, οι Πελοποννήσιοι τους σκότωσαν όλους. Η πόλη αλώθηκε από τους Θηβαίους, οι οποίοι κατέστρεψαν όλα τα κτίρια και έκτισαν έναν νέο ναό μήκους 100 ποδών ("νεώς εκατόμπεδος") στην τιμή της Ήρας. Όσοι Πλαταιείς επέζησαν βρήκαν καταφύγιο στην Αθήνα. Μετά την Ανταλκίδειο ειρήνη που ακολούθησε την λήξη του Κορινθιακού πολέμου, οι Πλαταιείς επέστρεψαν στην πόλη τους (386 π.Χ.). Το 372 π.Χ. όμως οι Θηβαίοι κατέλαβαν πάλι την πόλη και την κατέστρεψαν. Οι Πλαταιεις κατέφυγαν πάλι στην Αττική και επέστρεψαν στην πόλη τους μετά την ήττα των Θηβαίων στην μάχη της Χαιρώνειας το 338 π.Χ.