Διεξήχθη στις 28 ή 29 Σεπτεμβρίου του 480 π.Χ. (υπάρχει και η εκδοχή της 22ας Σεπτεμβρίου) στο στενό της Σαλαμίνας, κατά την οποία οι Έλληνες, με μικρές δυνάμεις, αλλά με άριστη τακτική, κατατρόπωσαν τον πανίσχυρο στόλο των Περσών.

Μετά την πτώση των Θερμοπυλών, οι Πέρσες του Ξέρξη προχώρησαν προς την Αθήνα, την οποία κατέλαβαν εύκολα, γιατί οι Αθηναίοι την είχαν εγκαταλείψει.

Είχαν πάρει χρησμό από το μαντείο των Δελφών, πως μόνο «τα ξύλινα τείχη» θα τους έσωζαν και τέτοια θεώρησαν τα καράβια τους, στα οποία και κατέφυγαν. Μερικοί μόνο γέροντες, μη θέλοντας να ακούσουν τον Θεμιστοκλή ότι τα «ξύλινα τείχη» ήταν τα καράβια, έμειναν στην Αθήνα, κλείστηκαν στην Ακρόπολη κι έφτιαξαν γύρω πραγματικά ξύλινα τείχη.

Όπως ήταν επόμενο, όταν έφθασαν οι Πέρσες, τούς σκότωσαν κι έκαψαν την Αθήνα. Σχεδόν με την είσοδο των Περσών στην Αθήνα, αγκυροβόλησε στον όρμο του Φαλήρου και ο περσικός στόλος, έχοντας παραπλεύσει την Εύβοια και το Σούνιο.

Οι Αθηναίοι, αφού μετέφεραν τα γυναικόπαιδα για περισσότερη ασφάλεια στην Αίγινα, μπήκαν στα καράβια τους και προετοιμάστηκαν για την αναμέτρηση με τους Πέρσες. Το πολεμικό συμβούλιο των Ελλήνων, που έγινε στη Σαλαμίνα, υπήρξε θυελλώδες.

Ο Σπαρτιάτης Ευρυβιάδης πρότεινε να δοθεί η ναυμαχία στον Ισθμό της Κορίνθου, με κυριότερο επιχείρημα ότι σε περίπτωση αποτυχίας θα μπορούσαν να καταφύγουν στο εσωτερικό της Πελοποννήσου και να συνεχίσουν από εκεί τον αγώνα.

Μαζί του συντάχθηκαν και οι Κορίνθιοι. Ο Αθηναίος Θεμιστοκλής επέμενε να γίνει η ναυμαχία στη Σαλαμίνα και μαζί του συντάχθηκαν οι Μεγαρείς και οι Αιγινήτες.

Πίστευε ότι εάν οι μικρές ελληνικές δυνάμεις αγωνίζονταν σε ανοιχτή θάλασσα με τον τεράστιο σε όγκο περσικό στόλο δεν είχαν καμία ελπίδα νίκης, ενώ αντίθετα ήταν ιδανικό μέρος για τη ναυμαχία το στενό της Σαλαμίνας, όπου τα πολυάριθμα περσικά πλοία δεν θα μπορούσαν να αναπτυχθούν.

Κατά τη διάρκεια του συμβουλίου, η ένταση ξεπέρασε τα όρια και μεταξύ των αρχηγών των Ελλήνων ανταλλάχτηκαν βαριές εκφράσεις. Ο Ηρόδοτος αναφέρει ότι ο Κορίνθιος στρατηγός Αδείμαντος ειρωνεύτηκε τον Θεμιστοκλή, λέγοντάς του ότι δεν έχει πια πατρίδα, γιατί την Αθήνα την είχαν κυριεύσει οι Πέρσες.

Ο Θεμιστοκλής, όμως, του απάντησε περήφανα: «εστίν ημίν πατρίς αι διακόσιαι νήες πεπληρωμέναι», γιατί από τα τριακόσια ελληνικά πλοία, τα διακόσια ήταν αθηναϊκά. Σύμφωνα με τον Πλούταρχο, σε μια στιγμή έντασης, ο Σπαρτιάτης Ευρυβιάδης σήκωσε τη ράβδο του για να χτυπήσει τον Θεμιστοκλή. Εκείνος, τότε, ατάραχος τον αποστόμωσε με το περίφημο: «Πάταξον μεν, άκουσον δε».

Ο Ευρυβιάδης μπορεί να ήταν τυπικά ο αρχηγός των ελληνικών δυνάμεων, αλλά ο Θεμιστοκλής ήταν ο ιθύνων νους της επιχείρησης. Για να επιταχύνει τη ναυμαχία μεταχειρίσθηκε το εξής τέχνασμα: Έστειλε κρυφά στους Πέρσες τον παιδαγωγό του Σίκινο να τους πει ότι δήθεν οι Έλληνες ετοιμάζονται να φύγουν από τη Σαλαμίνα κι αν θέλουν να τους νικήσουν να τρέξουν να τους προλάβουν. Ό Ξέρξης έπεσε στην παγίδα και διέταξε να κυκλώσουν τον ελληνικό στόλο και να αποκλείσουν τη δίοδο υποχώρησής του προς τον Ισθμό της Κορίνθου.

Κατά την κρίσιμη αυτή στιγμή, ο πολιτικός αντίπαλος του Θεμιστοκλή κι εξόριστος στην Αίγινα Αριστείδης πέρασε τις γραμμές των Περσών με κίνδυνο τής ζωής του κι έφθασε στο πλοίο του Θεμιστοκλή. Αφού του αποκάλυψε τις κινήσεις του περσικού στόλου, του ανακοίνωσε ότι τώρα που ή πατρίδα τους βρίσκεται σε κίνδυνο ξεχνάει κάθε έχθρα που είχε μαζί του και δέχεται να πολεμήσει ως απλός στρατιώτης κάτω από τις διαταγές του.

Οι Πέρσες παρέταξαν γύρω στα 1.200 πολεμικά πλοία, αν και νεώτερες πηγές τα υπολογίζουν από 600 έως 800, ενώ οι Έλληνες περίπου 371 τριήρεις, σύμφωνα με τον Ηρόδοτο. Την αυγή της 28ης ή 29ης Σεπτεμβρίου του 480 π.Χ. οι δύο στόλοι βρέθηκαν ο ένας απέναντι στον άλλο, έτοιμοι για ναυμαχία. Ο Ξέρξης, βέβαιος για τη νίκη του, καθόταν σε χρυσό θρόνο πάνω στο όρος Αιγάλεω, για να απολαύσει το πολεμικό θέαμα.

Πρώτοι όρμησαν οι Έλληνες, ψάλλοντες τον παιάνα: «Ω παίδες Ελλήνων ίτε, ελευθερούτε, πατρίδα, ελευθερούτε δε παίδας, γυναίκας, θεών τε πατρώων έδη, θήκας τε προγόνων·νυν υπέρ πάντων αγών».

Άρχισε, τότε, ένας αγώνας άγριος, σκληρός και φοβερός. Τα πολεμικά τραγούδια των Ελλήνων, οι σάλπιγγες, οι πολεμικές κραυγές, οι κρότοι από τα τρομερά έμβολα, οι φωτιές που πετούσαν οι Έλληνες στα περσικά καράβια, οι καπνοί, αλλά προπάντων η ναυτική τέχνη, η παλικαριά και η γενναιότητα των Αθηναίων και των Αιγινητών κατατρόμαξαν τους Πέρσες και τους συμμάχους τους Φοίνικες. Μέχρι το μεσημέρι, η νίκη άρχισε να γέρνει προς τη μεριά των Ελλήνων.

Η μάχη συνεχίστηκε όλη την ημέρα, ώσπου το βράδυ η θάλασσα ήταν γεμάτη από ξύλα και περσικά κορμιά. Οι Πέρσες είχαν νικηθεί. Ο Διόδωρος ο Σικελιώτης αναφέρει ότι οι Πέρσες έχασαν 200 πλοία και οι Έλληνες 40. Κατά τη διάρκεια της ναυμαχίας, ο Αριστείδης σε μια παράλληλη επιχείρηση αποβιβάστηκε στην Ψυττάλεια με ομάδα επίλεκτων Αθηναίων οπλιτών και εξόντωσε την περσική φρουρά, που είχε αναπτυχθεί στη νησίδα του Σαρωνικού.

Ο Ξέρξης, ντροπιασμένος από την ήττα, κατέφυγε με τα υπολείμματα του στόλου του στον Ελλήσποντο. Στην Ελλάδα παρέμεινε ο στρατηγός του Μαρδόνιος με 300.000 άνδρες για τη συνέχιση του αγώνα. Οι Πέρσες δεν είχαν πει ακόμα την τελευταία τους λέξη.

Η περίλαμπρη νίκη των Ελλήνων οφείλεται εν πολλοίς στο στρατηγικό δαιμόνιο του Θεμιστοκλή και στην ανώτερη ναυτική τέχνη των Ελλήνων. Στον Αθηναίο πολιτικό και στρατηγό αποδόθηκαν εξαιρετικές τιμές. Όταν κάποτε προσήλθε στους Ολυμπιακούς Αγώνες ως θεατής, όλοι οι παρευρισκόμενοι τον αποθέωσαν ως σωτήρα της Ελλάδας.