Τον Αύγουστο του 479 π.Χ. (στις 27 Αυγούστου, κατά μία εκδοχή) οι Έλληνες νικούν του Πέρσες στην πεδιάδα των Πλαταιών και εξαφανίζουν οριστικά την περσική απειλή από τον ελλαδικό χώρο.
Ο Περσικός στρατός υπό τον Μαρδόνιο, αφού ξεχειμώνιασε στη Θεσσαλία, ετοιμάσθηκε την άνοιξη του 479 π.X. να επιτεθεί εκ νέου κατά της Αθήνας. Προτού όμως ξεκινήσει, ο Μαρδόνιος έστειλε στην Αθήνα το σύμμαχό του και υποτελή βασιλέα της Μακεδονίας, Αλέξανδρο Α', με συγκεκριμένες προτάσεις ειρήνης. Πρότεινε στους Αθηναίους να γίνουν σύμμαχοί του κι αυτός θα αναλάμβανε όχι μόνο να ανοικοδομήσει την κατεστραμμένη πόλη και τους ναούς της, αλλά θα τους καθιστούσε ηγεμόνες της Ελλάδας.
Η θέση των Αθηναίων, που επιστρέφοντας από τη Σαλαμίνα μετά την περίφημη ναυμαχία (480 π.Χ.) βρήκαν την πόλη και τους ναούς τους ερείπια, ήταν απελπιστική. Εξ άλλου, οι Σπαρτιάτες, φοβούμενοι μήπως οι Αθηναίοι δελεασθούν από τις προτάσεις του Μαρδονίου και υποκύψουν, έστειλαν κι αυτοί πρέσβεις στην Αθήνα, με εντολή ν’ αποτρέψουν την παραδοχή των προτάσεων του Μαρδονίου από τους Αθηναίους.
Οι Αθηναίοι τότε αναδείχθηκαν άξιοι των περιστάσεων. Ανέθεσαν στον Αριστείδη να δώσει την πρέπουσα απάντηση και στις δυο αντιπροσωπείες. Στον μεν Αλέξανδρο είπε: «Όσο ο ήλιος εξακολουθεί τον δρόμο του, οι Αθηναίοι δεν πρόκειται να γίνουν σύμμαχοι των Περσών. Κι επειδή έχουν τις ελπίδες στους θεούς, που τα ιερά και τα αγάλματά τους εμόλυναν και κατέστρεψαν οι Πέρσες, θα εξακολουθήσουν να πολεμούν για την ελευθερία τους». Στους δε Σπαρτιάτες απάντησε: «Ούτε τόσο χρυσάφι υπάρχει στη γη, ούτε χώρες τόσο πλούσιες, για να δεχθούμε να προδώσουμε την πατρίδα μας και να γίνουμε φίλοι των Περσών. Βιαστείτε μόνο να στείλετε βοήθεια, γιατί ο Μαρδόνιος γρήγορα θα έλθει εναντίον μας.»
Όταν ο Μαρδόνιος πληροφορήθηκε την απόρριψη των προτάσεών του, ξεκίνησε αμέσως από τη Θεσσαλία, εισέβαλε στην Αττική, που την κατέλαβε και τη λεηλάτησε. Έπειτα, αφού προχώρησε ως την Αθήνα, που τη βρήκε πάλι έρημη από κόσμο, κατάστρεψε ό,τι είχε απομείνει από την πρώτη καταστροφή κι επέστρεψε και στρατοπέδευσε στη Βοιωτία.
Οι Έλληνες με αρχηγό το βασιλιά της Σπάρτης Παυσανία και με την καθοριστική συμμετοχή των Αθηναίων υπό τον Αριστείδη, στην αρχή φοβήθηκαν και παρατάχθηκαν στις υπώρειες του Κιθαιρώνα. Ο Μαρδόνιος έστειλε εναντίον τους το Ιππικό του, αλλά οι Έλληνες απέκρουσαν την επίθεσή του και σκότωσαν τον αρχηγό του Μασίστιο. Το γεγονός αυτό τους έδωσε θάρρος, κατέβηκαν στην πεδιάδα κοντά στις Πλαταιές και στρατοπέδευσαν απέναντι από τους Πέρσες.
Πολύτιμες πληροφορίες για τις πολεμικές προετοιμασίες των Περσών έδωσε ο βασιλιάς της Μακεδονίας, Αλέξανδρος Α’, σε μυστική του συνάντηση με τους Αθηναίους στρατηγούς τις παραμονές της μεγάλης μάχης. Σύμφωνα με τον Ηρόδοτο, αφού διακήρυξε ότι είναι Έλληνας από παλιά γενιά, τους είπε ότι δεν θέλει να δει την πατρίδα του να πέφτει από τη λευτεριά της στη δουλεία.
Στην πεδιάδα των Πλαταιών έγινε μάχη φοβερή (στις 27 Αυγούστου 479 π.Χ. κατά μία εκδοχή), στην οποία οι Πέρσες έπαθαν μεγάλη καταστροφή. Όλος ο στρατός του Μαρδονίου κατανικήθηκε και διαλύθηκε και ο ίδιος σκοτώθηκε από πέτρα, που του πέταξε ο Σπαρτιάτης Αρίμνηστος και τον χτύπησε στο κεφάλι. Σύμφωνα με τον Ηρόδοτο, από τις 300.000 των Περσών και των Ελλήνων συμμάχων τους μόνο 40.000 γλίτωσαν και εγκατέλειψαν τον ελλαδικό χώρο με επικεφαλής τον Αρτάβαζο. Από τους 110.000 Έλληνες, έπεσαν στο πεδίο της μάχης 1360 στρατιώτες, που τάφηκαν επί τόπου με μεγάλες τιμές.
Τα άφθονα λάφυρα που κυρίευσαν οι Έλληνες στις Πλαταιές, τα μοιράσθηκαν μεταξύ τους, αφού αφιέρωσαν μεγάλο μέρος από αυτά στους θεούς. Μετά τη νίκη τους, οι Έλληνες τιμώρησαν του Θηβαίους, που είχαν συμμαχήσει με τους Πέρσες και διέλυσαν τη Βοιωτική Ομοσπονδία, στην οποία η Θήβα είχε ηγετική θέση.
Η απόκρουση και η εκμηδένιση και της δεύτερης περσική εισβολής (480-479 π.Χ.) είναι ένα γεγονός με πολύ μεγάλη σημασία για τον ελληνικό κόσμο, αλλά και για τον κόσμο ολόκληρο. Οι ελληνικές πόλεις εξασφάλισαν την ελευθερία τους, δηλαδή την απαραίτητη προϋπόθεση για την οικονομική, πολιτική, και πολιτιστική τους ανάπτυξη. Μπόρεσαν, έτσι, στα χρόνια που ακολούθησαν, να δημιουργήσουν ένα λαμπρό πολιτισμό, τα επιτεύγματα του οποίου έγιναν κτήμα ολόκληρης της ανθρωπότητας.