シュラクサイとアクラガスは、ヘルモクラテスの戦死後、予想されるカルタゴの侵攻に対する準備を直ちに行った。シュラクサイはマグナ・グラエキアの諸都市、さらにはスパルタにも援助を求めた。一方、ダフナエウスという将軍がシュラクサイ軍の総指揮官に選ばれた。ヘルモクラテス軍の一員であったディオニシウスという士官もまた、指揮官に選ばれた。ギリシア側は傭兵を雇用したのに加え、カマリナ（現在のラグーザ県ヴィットーリアのスコグリッティ地区）、ゲラ（現在のジェーラ）、メッセネ（現在のメッシーナ）およびイタリア半島からも兵をシュラクサイに集結させたが、スパルタは援軍を送ることが出来なかった。アクラガスはスパルタ人の将軍デクシップスと重装歩兵1,500を雇用し、カンパニア人傭兵（第二次ヒメラの戦いではハンニバル・マゴに雇われていた）も雇用した。アクラガスの総兵力は10,000となった。シュラクサイは40隻の三段櫂船をエリュクス（現在のエリーチェ）派遣し、カルタゴ海軍の動きを見張った。
シュラクサイとアクラガスの政府は、カルタゴに対して予防的な策を講じただけであった。しかし、シュラクサイを追放されていたヘルモクラテスは、より攻撃的な策を求め、それによって追放が解かれシュラクサイで政治的な地位を得ることを期待した。ヘルモクラテスは2,000名（内1,000名は元ヒメラ市民）の兵士と5隻の軍船を雇用し、セリヌスの廃墟に自身の基地を設営し、アクロポリス周囲の城壁を修復して安全を確保した。彼の軍は6,000名にまで拡張し（セリヌスの元市民も多数が加わった）、ヘルモクラテスはカルタゴ領への襲撃を開始した。最初はモティア兵に勝利して、その土地で略奪を行った。続いてパノルムス周辺の「金の貝殻」と呼ばれる土地を目標とした。紀元前407年、ヘルモクラテスはパノルムス軍を打ち破り、500名を殺害し戦利品とともにセリヌスに戻った。これによりヘモクラテスはシケリアのギリシア人の中で有名になりまた共感も得たが、シュラクサイへ呼び戻されることはなかった。ヘルモクラテスはヒメラで野ざらしになっていたギリシア人の骨を集め、埋葬のためにシュラクサイに送った。これによりさらに彼の評判は上がったが（他方、シュラクサイの指導者であるディオクレスは、ヒメラでの敗北後に遺体の回収を実施しなかったことで評判を下げた）、それでも追放が解かれることはなかった。ヘルモクラテスは最後はクーデターを試みたが、シュラクサイの市街戦で戦死した。ヘルモクラテスが活動している間、シュラクサイとアクラガスは防御をおろそかにはしなかった。アクラガスはカルタゴの最初の標的となることが予想されたため陸軍を増強し、またシュラクサイも艦隊を増強した。両都市ともに、城壁を強固に修復した。
紀元前480年の第一次ヒメラの戦いでの敗北後、カルタゴは70年間シケリアに介入しなかった。その間にシケリア先住民であるエリミ人、シカニ人、シケル人の間にはギリシア文化が広がっていった。ヒメラ（現在のテルミニ・イメレーゼの東12キロメートル）での勝利の立役者であったシュラクサイとアクラガスは紀元前460年までに僭主政を廃止しており、強力な指導者を持たないシケリアのギリシア人は、シケル人の指導者であるドゥケティオスからの挑戦を受け、またギリシア人都市国家同士の争いも生じていた。シケリアに対するカルタゴの不介入政策は、紀元前411年にエリミ人とイオニア人の都市であるセゲスタ（現在のカラタフィーミ＝セジェスタ）がドーリア人都市であるセリヌス（現在のマリネラ・ディ・セリヌンテ）に敗北し、カルタゴの従属国家となることを求めて来たことによって変化した。ギリシア本土ではペロポネソス戦争が勃発しており、スパルタの同盟国であるシュラクサイはシケリアに集中できなかった。シュラクサイの主力艦隊はエーゲ海で活動しており、またイオニア人都市で親アテナイであるナクソス（現在のジャルディーニ＝ナクソス）とレオンティノイ（現在のレンティーニ）とも紛争を抱えていた。このような状況の中、カルタゴ元老院はセゲスタの要請に応えてシケリアに介入することを決定した。カルタゴはセリヌスとセゲスタの講和を仲介したが、これが失敗するとハンニバル・マゴを司令官として紀元前410年に遠征軍を派遣した。翌年にはさらに大規模な軍を派遣し、セリヌスを攻略・破壊し（セリヌス包囲戦）、さらにはヒメラも破壊した（第二次ヒメラの戦い）。この時点で、シケリアの有力都市であるシュラクサイとアクラガスはカルタゴに積極的な抵抗はせず、シケリア西部のカルタゴ領に守備兵を残してカルタゴ本国に引き上げた。その後3年間は平穏であったが、カルタゴと敵対するギリシア殖民都市の間に講和条約は締結されていなかった。
2017年12月現在、定期列車は「むさしの号」・「しもうさ号」と各駅停車の2本立てで運行されている。武蔵野線内のみで運転される列車は少なく、西船橋駅から京葉線に直通する列車が多い。旅客案内上は京葉線の西船橋 - 市川塩浜 - 東京間、西船橋 - 南船橋 - 新習志野 - 海浜幕張間も合わせて武蔵野線と呼ばれる場合が多い。これは京葉線に直通後も同様である。京葉線内での誤乗防止と同時に、10両編成の京葉線と区別して8両編成であることを強調するためである。日中時間帯は、1時間に6本運行のパターンダイヤになっており、この時間帯は東京駅発着と南船橋駅発着が交互に運行されている。朝と晩は新習志野駅・海浜幕張駅発着の系統がある。夜間滞泊を行うための東所沢駅・南越谷駅発着の列車が朝晩に設定されている。2015年3月16日からは、平日に吉川美南発西船橋行きの列車が設定されている。日中時間帯の運行本数は、2002年12月1日から2013年3月15日までは1時間あたり平日は5本、土休日は6本と違いがあったが、翌16日の改正でこの時間帯の武蔵野線内での1時間あたりの運行本数が平日/土曜・休日ともに6本に統一された。京葉線での事故・トラブルや、大雨・落雷・強風などの輸送障害時は直通を取りやめ、西船橋駅での折り返し運転に変更される。京葉線の経路は海岸沿いでほぼ全線が高架線という特性から、海風に影響されて遅延・運休の発生頻度が多く、武蔵野線と京葉線の直通運転を中止する事例が多く発生していたが、2012年10月に京葉線で防風柵の整備が完了したことから、京葉線内の輸送障害と直通運転の中止回数がともに減少した。