初次交手，希腊死士勇猛异常，波斯军很难啃下这块骨头。后来波斯军找人带路，迂回绕行至温泉关后面，使希腊守军腹背受敌，难以坚守。
而似乎在出征前，里奥尼达就已经作了最坏的打算，根本就没想过回头——他是国王，又是联军总司令，一旦回头，整个希腊将兵败如山倒。
但温泉关摆明了是守不住的——所以保存力量是有必要的。里奥尼达命令其他城邦的士兵全部撤退，只留他的300名亲兵还有300名奴隶留守。铁司佩亚的700名志愿兵在里奥尼达的魅力光环下，决定陪伴英雄追求光荣；底比斯的400人因为是反对派，回去没有出路，也决定留下。最后只有来自伯罗奔尼撒联盟城邦的士兵撤退。
里奥尼达这个拼死一搏的决定令薛西斯震怒，以至在人海战术灭亡这些拼死之士后，违背波斯人一贯的传统，把战死的希腊人的头颅割下，挂在路边的木棍上，包括国王里奥尼达。
虽然里奥尼达战死，但温泉关一役，从战略上看是有意义的——它成功拖住了波斯大军，为联军主力的集结和驻防赢得了时间。
当然，还有更宝贵的战争精神财富——整个希腊世界受到鼓舞。
进入希腊半岛的波斯军队进展十分顺利，横扫希腊半岛各邦，大有一统半岛之势。公元前480年秋，双方海军在雅典西南的萨拉米湾展开决战。灵活机动的希腊海军充分利用地形优势，将波斯600多只巨型战船诱入狭窄的海湾，重创300余只，而己方仅损失40余只。波斯海军无心再战，匆匆撤回，薛西斯亦归国。
从此，波希战争局势反转，虽然希腊半岛上仍有波斯军队驻守，但进攻方却转成了希腊人——波斯人还要同时面对国内的民族起义。希腊人乘胜追击，进一步解放爱琴海上和小亚细亚沿岸的希腊城邦，使整个希腊世界摆脱波斯统治，免除波斯的威胁。公元前449年，波斯同意缔结和约，承认小亚细亚各希腊城邦的独立，不再派军舰进入爱琴海，波希战争遂正式结束。
希腊波斯战争以希腊的胜利告终，不仅使希腊各邦得以继续发展，尤其使雅典达到空前的繁荣，遂为日后的西方文明奠定基础。而波斯人绕过爱琴海沿岸进入欧洲的进军路线，其过程是人类历史文明的一次前所未有的大融合，其影响远远超出波斯、希腊的范围——而这是此前的古文明国家都没有尝试过的。
