Но персы не хотели лишаться почетной добычи и вновь устремились вперед. Их снова отбросили, и тогда еще один сводный брат Дария, Гиперанф, возглавил новую атаку. Но спартанцы убили Гиперанфа, а его воинов разогнали, после чего продолжили отступление. На берегу Асопа персы дважды атаковали греков, и вновь были вынуждены спасаться бегством. Практически все лакедемоняне были убиты, но феспийские гоплиты сомкнули ряды, перешли Асоп и продолжили движение в глубь ущелья.
Увидев, что союзники уходят, фиванский стратег Леонтиад решил сложить оружие и перейти на сторону персов. Фиванские гоплиты бросили на землю мечи, щиты и копья и пошли навстречу воинам Ксеркса. Но персы не разобрались, что к чему, и убили некоторых из тех, кто шел сдаваться в плен. Когда же ситуация прояснилась, то фиванцев взяли в кольцо и погнали к колеснице персидского царя. Из-за гибели братьев и чудовищных потерь Ксеркс был в ярости, а потому не стал слушать оправданий Леонтиада и велел заклеймить раскаленным железом всех фиванцев как предателей. Царь смотрел на них как на взбунтовавшихся подданных, которые сначала дали «
Истомленные боем феспийцы и немногие уцелевшие спартанцы отступили к стене. Здесь они и узнали от дозорных, что «бессмертные» спустились с гор, вышли в конец ущелья и теперь идут на помощь Ксерксу. В сложившейся ситуации сражаться за стену не имело никакого смысла, и стратег феспийцев Демофил велел продолжить отступление. Греки пошли к Альпенам, но впереди показались «бессмертные». Тогда Демофил указал мечом на холм Колон, возвышавшийся у дороги, и велел занять на нем оборону.
Ксеркс торжествовал, победа была у него в руках. Царь распорядился разрушить перегораживающую ущелье стену, чтобы в проход могло войти как можно больше воинов. Пока по приказу Ксеркса сносили укрепление, «бессмертные» окружили холм, где засели греки. Но Гидарн решил уничтожить их до прибытия повелителя и приказал войскам атаковать высоту. Феспийцы и спартанцы вступили в последний бой. «Бессмертные» со всех сторон лезли на холм, но гоплиты сталкивали их вниз ударами щитов, секли мечами, кололи копьями. У кого срубали наконечник копья, тот бил противника в лицо подтоком. У кого ломался меч, тот наносил удары рукояткой. Некоторые из спартанцев, оказавшись без оружия, били персов кулаками, душили или, обхватив руками, давили до тех пор, пока не переламывали врагам кости. Раненые греки бросались на врагов и рвали им горло зубами. Спартанцы и феспийцы неистовствовали, думая только о том, как бы дороже продать свои жизни. С разбитыми щитами, в изрубленных доспехах и иссеченных шлемах, они смело вступали в бой с хорошо вооруженным противником.
И персы не выдержали. «Бессмертные» отхлынули от заваленного мертвыми телами холма, а эллины, измученные многочасовым боем, без сил опустились на землю. В этот момент рухнула перегораживающая ущелье стена, и воины Ксеркса хлынули в ущелье, устремившись к холму Колон. Эллины встали спина к спине и закрылись щитами, приготовившись отразить еще одну вражескую атаку. Но Гидарн, устрашенный потерями среди «бессмертных», запретил штурмовать холм. По его приказу тяжеловооруженная пехота отступила, а вперед выдвинулись тысячи лучников. Демофил едва успел крикнуть, чтобы гоплиты подняли вверх щиты, как смертельный дождь пролился на маленький отряд.
Стрелы летели густо и равномерно, они падали с неба и выкашивали защитников ущелья. Лучники расстреливали холм со всех сторон, в каждого эллина летело сразу несколько десятков стрел, от которых невозможно было укрыться. Упал Демофил, погибли спартанцы, пали последние из феспийцев. Шум битвы стих, над полем боя воцарилась зловещая тишина, прерываемая лишь стонами умирающих и криками раненых. Битва при Фермопилах закончилась.