Bitva začala již na jaře téhož roku. Důvodem bitvy bylo potrestání Athéňanů a Sparťanů za jejich vzdor vůči Persii. Na řecké straně bojovalo nanejvýše 7 000 bojovníků. Na druhé straně perská armáda čítala až 200 000 mužů.
Místo bitvy - Thermopylskou soutěsku, nezvolili Řekové náhodou. Oba konce průsmyku byly tak úzké, že jimi ztěží projel jeden vůz. Zpočátku Peršané postupovali ze severu, Řekové se však kvůli úzkému průsmyku úspěšně bránili. Díky zradě z řeckých řad však Peršané průsmyk po třech dnech obešli a vpadli tak Sparťanům do zad. Co se zprvu jevilo jako strategická výhoda pro Sparťany, bylo nakonec jejich záhubou.
V soutěsce padli všichni Leonidasovi bojovníci včetně něj. Jejich životy byly cenou za zhruba dvacet tisíc Peršanů, včetně dvou Xerxových bratrů.
Výhra Peršanů sice znamenala volný postup v jejich tažení na jih, pro řecké vojsko však měla prohra především morální význam. Ve svém padlém vůdci viděli hrdinu a ztělesnění odvahy a splněné povinnosti. Stejně tak několikadenní odpor mnohonásobně slabšího vojska tomu silnějšímu dalo pocit Sparťanům jisté nadřazenosti nad Peršany.
