Ved Artemision i Euboia hadde store stormer ødelagt greske skip og slaget stoppet tidlig da grekerne mottok nyhetene om nederlaget ved Thermopylene, og de trakk seg tilbake mens perserne erobret Boiotia og Attika. Xerxes ble påvirket av beskjeden fra den athenske hærføreren Themistokles om at han nå stilte seg på persisk side, noe som var en psykologisk krigslist. Xerxes ville angripe straks, ivrig etter en endelig seier over grekerne, men hans greske allierte Artemisia fra Halikarnassos, som selv hadde fem skip i den persiske flåten, advarte imot det. Han overhørte hennes råd og beordret angrep på den greske flåten til tross for at forhold var ugunstige. En bedre strategi hadde vært å sende en del av sine skip til Peloponnes og vente på oppløsningen av den greske hæren. Slaget ved Salamis ble utkjempet i september 480 f.Kr. i sundet mellom det greske fastlandet og Salamis, en liten øy i Saroniabukta ved Pireus nær Athen. Selv om de greske allierte i stor grad var underlegen i antall, lot de seg overtale av Themistokles til å gå i kamp mot den persiske flåten på nytt i håp om at en mulig seier ville forhindre angrep på Peloponnes. Den persiske flåten seilte inn i stredet ved Salamis og forsøkte å blokkere begge ankomstene. I de trange forholdene til stredet var det store persiske antallet en aktiv hindring da skipene strevet med å manøvre og de ble uorganisert og kaotiske. Grekerne grep anledningen, dannet en linje og vant en avgjørende seier.