温泉关战役和萨拉米斯战役
在恐怖的重压下，希腊人抛弃内部的恩怨一致对外，赢得了对波斯的第一次胜利。这个消息与埃及发生叛乱的消息同时传到了大流士的耳朵里。他还没来得及想好下一阶段到底要对谁用兵，就去世了。他的儿子薛西斯登基后，首先征服了埃及并在那里设置总督。之后的4年，他为进攻希腊再次做了充分准备。对这段历史，希腊的爱国主义史学家希罗多德记述道：
“还有哪个小亚细亚的国家没有被薛西斯逼迫着派兵进攻希腊呢？除了大河，还有什么水源没有被他的军队喝干呢？这些被奴役民族有的提供船只，有的随军服役，有的为骑兵准备装具。不管是架桥的船还是运粮的船，都是薛西斯从他们手里夺去的。”
薛西斯进攻欧洲没有像他父亲那样走博斯普鲁斯海峡，而是从达达尼尔海峡登陆了。在描写波斯军队集结，然后抵达达达尼尔海峡的这段史实时，希罗多德用了许多诗化的语言。薛西斯虽然性格粗野，但他深受古典教育的熏陶。当波斯大军浩浩荡荡经过特洛伊城时，他转道去拜访了普里阿摩斯的城堡。为了能够检阅军队，薛西斯在波斯大军跨越达达尼尔海峡时，特意在附近小山上设置王座观看。
后人绘画的薛西斯远征欧洲记，薛西斯在波斯大军跨越达达尼尔海峡时，特意在附近小山上设置王座参观
“当达达尼尔海峡满是他的运兵舰，海峡两岸的军队铺天盖地时，薛西斯说自己无比幸福，然后他又忍不住哭起来。薛西斯的叔父阿塔班努斯曾劝说薛西斯不要远征希腊，现在看到他哭泣就说；‘国王刚刚自称是幸福的，紧接着就哭。转瞬之间，你怎么就做出差别这么大的事情呢？’薛西斯回答：‘是的。我刚才想到人生苦短，百年以后，这里的人一个在世的也没有了，所以我才忍不住悲伤的。’”
这个记载不一定是真的史实，但从文学角度看无疑是精彩的。
波斯舰队在海峡中沿海岸线前进，陆地上是庞大的军队，他们一起向南进发。途中他们遭遇大风，导致400余艘船沉没，连带一起损失的还有船上装载的粮草。
一开始，希腊联军在奥林匹斯山附近的一个峡谷集结准备迎战，后来又退回到温泉关待敌。现在我们看到的温泉关和2 300年前的温泉关在地形上已经有了极大的改变。当时，温泉关东边靠海，西边是一座巨大的峭壁。峭壁和海洋中间是一条仅能够通过一辆战车的小路。这种地形对希腊人格外有利，因为骑兵或战车在这里都无法发挥优势，而且战线很短，避免了希腊人出现寡不敌众的窘境。公元前480年的一个夏日，波斯人同希腊人在温泉关燃起了战火。
开战后的前三天，希腊人顽强阻击，以微小的代价给波斯人造成巨大伤亡。可就在第三天，波斯人从一个当地农民那里知道，附近有一条小路可以绕过温泉关，于是他们就派遣一支部队绕到了希腊人的后面。希腊将领紧急磋商：有人主张撤退，有人希望坚守。最后，当时的希腊统帅利翁尼达斯决定继续抵抗，同时还有300名斯巴达勇士愿意追随他。其余希腊联军则后撤到后面的第二条防线继续作战。随同利翁尼达斯留下的还有700名赛斯比阿人和400名底比斯人。后来这400人投降了波斯人。后世传说底比斯人之所以留下是因为受到武力逼迫的缘故，但不管是从军事还是从历史的角度看，这个猜测都不是很可信的。留守的1 400人经过浴血奋战，只有一个人生还，此外还有两个斯巴达人因为害眼病而提前离开。当他们知道战斗的结果后，除了一个因病卧床不起之外，另一个则让仆人把他带到战场上，他盲着眼睛举刀乱砍，直至阵亡。生还的那个人跟随撤退大军回到了斯巴达。在那里，他并没有因为生还而受到惩罚，但人们都把他看作逃兵，对他格外不齿。一年以后，这个人战死于普拉蒂亚战役之中。战死的时候，他表现得格外英勇。
利翁尼达斯带领的部队在温泉关坚守了一整天，受到波斯军前后夹击。虽然全军覆没了，但是他们掩护了希腊主力部队的撤退，杀伤了大量敌人，振奋了希腊军队的士气。他们起到的作用，甚至比马拉松战役的胜利还要大。
在波斯陆军缓慢穿过温泉关向雅典进军的时候，在海上双方也爆发了一系列战斗。在强大而占数量优势的波斯舰队面前，希腊海军节节败退，不过侵略者们也因为不熟悉地形和气候而损失惨重。温泉关失守以后，希腊联军所能依仗的下一道防线就是科林斯地峡，可退守这里也意味着包括雅典在内的大部分希腊国土都要沦陷，居住在那里的人只能选择投降或者后撤。最后，除普拉蒂亚城的居民逃到了雅典以外，其余城邦的人都投降了。波斯人试图劝说雅典放下武器，可是全体雅典居民却决意放弃一切，通过海船疏散到其他岛屿去。留在城里的只有一些老病不能移动的或者愿意留下的人。波斯人占领雅典后，放火焚城。大火过后，城里残留的圣物和神像被后来回城的雅典人埋在了雅典卫城。后世考古学家将它们发掘出来后，在上面可以发现很明显的灼烧痕迹。薛西斯派信使骑马把胜利的消息送回苏撒，邀请庇西特拉图的儿子继承父亲的位置，按照雅典风俗在卫城进行祭祀典礼。
在此期间，希腊联合舰队抵达了萨拉米斯。这时，希腊海军将领们产生了分歧：位于科林斯地峡后面的城邦希望舰队后退到科林斯海峡，代价是放弃迈加拉和埃伊纳两座城邦；而作为统帅的地米斯托克利则主张在狭窄的海峡中与波斯海军决战。就在双方争执不休的时候，消息传来：波斯人已经绕过萨拉米斯，掐断了希腊海军的退路。这个消息是前面我们曾经提到的阿里斯提德斯带来的，他帮助地米斯托克利稳住了军心。这是难能可贵的，因为两人以前是死敌。但是在国难当头的时候，两人尽弃前嫌。
存放于德国慕尼黑德意志博物馆的希腊三列桨座战船模型。就是用这种战船，希腊联军战胜薛西斯，赢得了萨拉米斯战役的胜利
清晨的时候，希腊海军出战了。他们面对的是数量三倍于他们，但极不团结的敌人。当时波斯海军主要由两部分组成：腓尼基海军和来自亚洲的爱奥尼亚希腊人海军。爱奥尼亚希腊人海军当中有些人战斗勇猛，但也有些在心里还念念不忘自己是希腊人，所以有些消极怠工。与之对比，希腊海军则团结一心，他们是为了保卫家园而战的。
战斗起初是以混战的形式进行，惨烈而又悲壮。观战的薛西斯发现，自己的舰队有逃跑的倾向。很快这个倾向变成了事实，灾难降临到波斯人身上。
薛西斯亲眼看到，波斯军舰被敌舰尖锐的撞角摧毁，波斯的战士被射死，船只被缴获。那时候的海战还以撞击为主，大吨位战舰依靠自身优势撞击敌人的桨橹，使对方无法行进，陷于绝境。薛西斯还看到，落水的希腊人纷纷游回岸上，可是他的士兵却都被淹死了。被紧紧追赶的波斯舰队想要调转方向，可这个举动引起了更大的混乱，许多前面的船只被后面的撞沉了。其实以现代人的眼光看，那时候的军舰还很原始，并不太适合航海。在海面西风的吹拂下，许多残破的波斯船慢慢漂向远方沉没了，还有一些破船被希腊人缴获拖走。依然在坚持战斗的船，大多都受了轻伤，它们缓缓向薛西斯所在的海滩靠拢，以期得到岸上陆军的保护。
放眼望去，在遥远的海面上四处都散着各种战船：四处奔逃的波斯船和正在奋力驱逐追赶的希腊船。对于薛西斯来说，这真是一个悲惨的场面。这一整天里，薛西斯派遣信使发出了各种各样的命令，作战计划被不停地修改，可是这些都无济于事。早晨出兵的时候，薛西斯带着纸笔，想要把有功之臣的名字全都记下来以便犒赏；可到了傍晚，他看到的是整支波斯舰队都被击溃和摧毁了，而希腊舰队则大获全胜。事实上，就连正在整队的希腊海军都不敢相信自己已经获胜了。
看到海军遭遇大败的波斯陆军犹豫了好几天，才开始向色萨利撤退。他们计划在色萨利过冬，重整旗鼓再战。可是薛西斯和大流士一样，都对远征欧洲的事情产生了厌倦之情。他害怕后路被断，于是带领部分军队到关键的达达尼尔海峡镇守，主力则由将军马多尼乌斯率领留在色萨利。
对这段历史，史料记载说：
“在（薛西斯）行军的途中，不管到了什么地方和什么国家，波斯军都要抢夺当地居民的存粮充军。如果没有粮食，他们就拔草、剥树皮、摘树叶充饥。大军所过之处可谓寸草不生。饥饿、瘟疫、痢疾时刻都在折磨着这支军队。不断地有伤病员被薛西斯抛弃在后面，他们被托付给沿途经过的城市照看……他们通过色腊基到达渡口后，急急忙忙乘船渡过了达达尼尔海峡——不知什么时候，浮桥已经被暴风雨彻底摧毁了。渡海后，波斯军停留休整了一段时间。这时他们的物资供应变得充足起来。可是因为暴饮暴食和水土不服，军队中又死了很多人。其余生还的部队跟随薛西斯回到了萨迪斯。”