雅典人将会向波斯投降，而希腊的其他战船将会逃跑。薛西斯命令其舰队当天夜里出动，命令埃及海军封锁位于萨拉米岛南部的西边出口―至少有500艘战船的主力舰队在海峡口处一字排开。黎明前，一支波斯陆军登上位于入口处的普西塔利亚岛。在一个山丘上，薛西斯坐在其太师椅上，想在此观望希腊舰队投降。

公元前480年9月23日（？），萨拉米海战 一部分希腊舰队被派往防守狭窄的西部海峡，而其余的舰船则在一个位于海峡东部转弯处的后部一字排开，准备迎战波斯的主力舰队。波斯舰队绕过转湾处时，狭窄的通道使其舰船相互拥挤在一起，队形发生混乱。这时，希腊舰队开始发动进攻，波斯舰队机动受到限制，数量优势无法发挥。而此时，坚硬的希腊三层桨战船完全掌握了战场上的主动权，并乘载了至少6000名雅典士兵。双方战船展开了撞舷战，同时，雅典士兵开始登上拥挤在一起的数以百计的敌人战船的甲板展开肉搏战。短兵相接，希腊甲兵占有明显优势。战斗持续了约七个多小时，波斯舰队有一半战船沉没或被缴获，而希腊仅损失40艘战船。残余的波斯人退出战斗，逃回法洛伦湾。一支由亚利斯太提指挥的希腊部队，登上普西塔利亚岛，击败了被困在这个小岛上的波斯人。