В продолжение зимы и следующей весны Мардоний старался путем переговоров разъединить союзных греков и особенно посредством выгодных предложений привлечь на свою сторону Афины; но афиняне были достаточно благоразумны, чтобы не пойти на эту приманку. Итак, в середине лета 479 г. персы опять вступили в Аттику, и так как пелопоннесцы, вследствие своей обычной медлительности, не пришли вовремя, то население принуждено было, как и в предыдущем году, покинуть страну, которая теперь во второй раз была страшно разорена неприятелем. Сам город Афины был сожжен. Между тем пелопоннесское союзное войско начало собираться на Истме, и Мардоний счел неблагоразумным дожидаться атаки в гористой Аттике, где он мог лишь в ограниченных размерах воспользоваться своим лучшим родом оружия, конницей. Кроме того, недостаток в съестных припасах делал невозможным продолжительное пребывание в опустошенной стране. Поэтому персидский главнокомандующий вернулся через Киферон и расположился укрепленным лагерем на Беотийской равнине, между Фивами и Платеей, на берегу Асопа. Он имел под своим начальством еще около 50—60 тыс. человек азиатского войска, к которым затем присоединились отряды его греческих союзников.
Союзная греческая армия последовала за неприятелем и заняла позицию напротив него, на предгорьях Киферона, где тракт из Афин в Фивы выступает из гор. Она состояла из 20—25 тыс. гоплитов и такого же числа легковооруженных воинов. Таким образом, по количеству она была почти равна неприятелю; невыгода заключалась лишь в том, что у греков почти вовсе не было кавалерии, тогда как неприятель имел в своем распоряжении, кроме азиатских всадников, еще и превосходные беотийские и фессалийские эскадроны. Главное начальство поручено было спартанцу Павсанию, который был регентом за своего малолетнего племянника Плистарха, сына Леонида.
Некоторое время обе враждебные армии стояли друг против друга в бездействии. Греки из страха перед неприятельской конницей не решались спуститься на равнину, а Мардоний боялся атаковать высоты, где он не мог развернуть своей конницы. Наконец, греки решились передвинуться навстречу неприятелю до правого берега Асопа. Но эта позиция оказалась слишком рискованной, и Павсаний вынужден был вернуть свое войско к Платее. При этом передвижении отдельные части армии разъединились, и этот момент персидский полководец счел благоприятным для сражения. Его нападение на лакедемонян, стоявших на правом крыле греческого войска, встретило жестокий отпор; и здесь, как при Марафоне, беспорядочные массы легковооруженных азиатов оказались бессильными против сомкнутых рядов закованных в железо воинов. Сам Мардоний был убит, и его смерть послужила сигналом к бегству варварского войска. В то же время на левом крыле афиняне отбили беотийских гоплитов. Затем греки перешли к атаке персидского лагеря, который после жестокой и очень кровопролитной битвы был взят; победителям досталась несчетная добыча. Однако большей части неприятельского войска, по преданию, 40 тыс. человек, удалось, под начальством Артабаза, отступить в полном порядке; ввиду персидской конницы греки не могли думать о преследовании, и Артабаз имел возможность отвести свое войско обратно в Азию почти без всяких потерь.
В продолжение десяти дней победители оставались на поле битвы, занятые погребением павших и разделом добычи. Из десятой части были посланы жертвенные дары в Дельфы, Олимпию и на Истм и воздвигнут на поле битвы алтарь Зевсу-Освободителю, у которого через каждые четыре года праздновались игры в память о победе. Платейцам от имени союзных государств была обеспечена неприкосновенность их области. Затем войско двинулось против Фив, которые после двадцатидневной осады принуждены были сдаться. Предводители персидской партии, Тимагенид, Аттагин и их сотоварищи, были выданы Павсанию, который приказал казнить их на Истме как предателей отечества; Беотийский союз, во главе которого до тех пор стояли Фивы, был расторгнут. Отряды войска были отпущены каждый на свою родину. Эллада могла, наконец, вздохнуть свободно; опасность со стороны персов миновала. В продолжение двух веков после этих событий ни один внешний враг не ступил на греческую землю.