Xerxes frygtede, at grækerne kunne angribe broerne over Hellespont og fange hans hær i Europa, og trak sig nu tilbage med en stor del af den persiske hær tilbage til Asien, selv om næsten alle døde af sult og sygdom på hjemrejsen. Han efterlod en håndplukket styrke under Mardonius til at fuldføre erobringen det følgende år. Men under pres fra athenerne indvilligede peloponneserne til sidst i at forsøge at tvinge Mardonius til kamp, og de marcherede mod Attika. Mardonius trak sig tilbage til Beotien for at lokke grækerne ud i åbent terræn, og de to sider mødtes til sidst nær byen Plataea. I slaget ved Plataea vandt den græske hær en afgørende sejr, hvorved en stor del af den persiske hær blev ødelagt, og invasionen af Grækenland sluttede. I mellemtiden, ved det næsten samtidige søslag ved Mycale
, ødelagde de også meget af den resterende persiske flåde, hvilket reducerede truslen om yderligere invasioner.