9月12日晨，馬拉鬆會戰開始。希臘軍隊占盡地主之力，巧妙利用了地形從正麵展開佯攻，主力卻在兩翼。波斯軍依以為自己所向披靡，果然把所有戰火都向中間開，結果，希臘人邊打邊往後撤退，波斯人步步深入危機之中。最後，希臘人兩翼收緊，波斯軍隊被這突然襲來的強大兵力衝個頭昏腦花，大敗，連二次進攻都沒準備就從海上倉皇逃回國內。
在這次以少勝多的著名戰爭，希臘人殲敵6400人，自身損失不到200人，可謂大獲全勝。為了紀念跑到斯巴達請求援助死去的腓力庇，雅典人獲勝後，又立即派腓力庇得從馬拉鬆奔回雅典去報喜。腓力庇興奮至極，他一口氣跑了42公裏又195米，到達雅典城時，已經精疲力竭，隻喊了聲“高興吧，我們勝利了!”就倒地而死了。後世為了紀念馬拉鬆戰役和腓力庇得，就舉行同樣距離的長跑競賽，並定名為馬拉鬆長跑。
大敗而歸的波斯人決心卷土重來。此後10年間，波斯和希臘都處在備戰的狀態中。波斯方麵，征集大量兵員物資，建造大批艦船，架設浮橋，開鑿運河。希臘方麵，雅典政府建造100多艘三層槳戰船，擴建各項防禦工事，並加強海軍訓練，30多個城邦結成軍事同盟，推舉擁有強大陸軍的斯巴達為盟主，隨時準備抗擊波斯入侵。
第三次遠征希臘（公元前480年）
但大流士一世沒能等到再次踏上雅典戰場的那一天。公元前486年，一代梟雄辭世，薛西斯一世繼位。在以為準備已經完全的情況下，公元前480年春，薛西斯一世出動約25萬人、1000艘戰船大舉遠征希臘。
波斯軍分水陸兩路，沿色雷斯西進，占領北希臘，迫使一些城邦投降，攻克希臘中部溫泉關之後，繼而問中希臘進軍。在溫泉關戰役中，斯巴達國王列奧尼達一世以其本國精兵300人、700名底比斯人和6000名希臘各其它城邦的聯軍，在溫泉關抵擋了數量上遠遠超過他們的波斯軍隊，長達三天，使得波斯軍隊在頭兩天不得寸進，並且死傷慘重。但在第三天，一個希臘當地的居民背叛希臘陣營，帶領波斯軍隊沿著山區的小徑繞到希臘聯軍的後方，見此列奧尼達解散了希臘聯軍，留下300名斯巴達精兵與700名底比斯誌願軍殿後。在經過一番激烈廝殺後，殿後的誌願軍全軍覆滅。
陸軍進占雅典城，大肆破壞劫掠；其海軍繞過阿提卡半島南端的蘇尼翁角，進入狹窄的薩拉米斯海峽。9月下旬，薩拉米斯海戰開始，波斯艦隊在數量上占絕對優勢，呈圍攻態勢。希臘艦隊隱藏在艾加萊奧斯山後，編成兩線戰鬥隊形，勇敢地發起攻擊。希臘戰船船體小，運動自如，能夠靈活地襲擊敵艦。船體碩大的波斯戰船調度失靈，陷於被動挨打的境地，甚至自相碰撞而沉沒。波斯海軍遭受重大損失，新征希臘的薛西斯一世深恐後路被切斷，倉皇敗逃回國。其陸軍退至北希臘。公元前479年8月中甸，希波雙方陸軍在布拉底附近舉行決定性會戰。斯巴達統帥包桑尼率領希臘聯軍約10萬人，重創占有明顯優勢的波斯陸軍，波斯人的第三次遠征以失敗告終。
波斯遠征希臘失敗，加之帝國內部矛盾重重，從此再也沒有實力入侵希臘。而以雅典為首的希臘乘勝擴張海上勢力，終於建立雅典在愛琴海域的霸權，控製了通向黑海的要道。同年(一說前477年)，雅典聯合一批希臘城邦組成海上同盟，奪取色雷斯沿岸地區、愛琴海上許多島嶼和戰略要地拜占庭。公元前449年，希臘海軍在塞浦路斯島東岸的薩拉米斯城附近重創波斯軍，至此雙方同意媾和。雅典派全權代表卡裏阿斯赴波斯首都蘇薩談判並簽訂了《卡裏阿斯和約》。和約規定：波斯放棄對愛琴海及赫勒斯滂和博斯普魯斯海峽(黑海出口)的控製，承認小亞細亞西岸希臘諸城邦的獨立地位。希波戰爭至此結束。
希波戰爭是亞洲與歐洲之間的一場規模大、時間長的戰爭。結果使希臘獲得了自由、獨立與和平，雅典一躍上升為愛琴海地區的霸主，控製了通往黑海的要道，奪取了愛琴海沿岸包括拜占庭在內的大量戰略要地。希臘在愛琴海上稱霸，對沿岸國家進行掠奪，獲得了巨大利益。而地中海沿岸人們也效仿希臘雅典，大造艦艇和商業船，積極發展海上力量，爭奪海上霸權，向海岸國家傾銷商品、開辟市場、攫取經濟利益。從此之後，西方世界的格局掀開了嶄新的一頁。
22. 波斯的遠征與衰落
希波戰爭後，波斯實力受到極大損傷。這場曠日持久的戰爭是波斯帝國由盛而衰的轉折點。