Negociaciones
Después de la victoria en Salamina, el nuevo general persa Mardonio declaró: «Los ciprios, los fenicios, los cnosios y los egipcios fueron derrotados; no lo fueron los persas que no pudieron luchar». Esta actitud mostraba la intención persa de seguir la contienda pese a la partida de Jerjes I. Sin embargo, Mardonio consideró inviable mantener operaciones con la llegada del mal tiempo y estableció su cuartel de invierno en Tesalia. Aprovechó la ocasión para lanzar intensas maniobras diplomáticas dirigidas a Atenas, con la esperanza de separarla de sus aliados. La delegación ateniense, encabezada por el príncipe macedonio Alejandro, respondió que "mientras el sol siga su curso", los atenienses no firmarían alianza con el soberano persa. Los espartanos enviaron también una embajada, pero los atenienses la recibieron con frialdad, reafirmando que "ser griego, compartir sangre, lengua, santuarios y costumbres" les impedía traicionar a sus compatriotas.
Reanudación de las hostilidades
En primavera, Mardonio volvió a invadir Ática; sus habitantes la evacuaron, y el persa ocupó Atenas y se instaló en Beocia. Se formó una coalición peloponesia bajo el mando de Pausanias, regente de Esparta y sobrino de Leónidas I. El ejército incluía aproximadamente 10 000 hoplitas espartanos, entre 30 000 y 35 000 auxiliares, 8 000 atenienses y varios miles de soldados de otras polis como Corinto, Epidauro, Megara, Plataea, Troezen, Calcis, Phlius, Egina, entre otras. En total, los griegos reunieron cerca de 110 000 hombres, tres veces menos que los persas, pero la diferencia numérica no fue decisiva. Fue el mayor ejército griego reunido hasta entonces, aunque las cifras exactas son objeto de debate.
Los griegos cruzaron el istmo de Corinto, se acercaron a Eleusis para internarse en Beocia. Mardonio eligió una posición al sur de Tebas, cerca de Plataea, que favorecía a su caballería. Los espartanos ocuparon el ala derecha y los atenienses el ala izquierda.
Desarrollo de la batalla
Pausanio era considerado un general prudente, capaz de detectar los puntos débiles del enemigo, mientras que Mardonio también goza de reputación como excelente táctico y el mejor comandante persa. La ausencia de Jerjes le otorgaba libertad para maniobrar como quisiera. Cada líder buscó, en Plataea, obligar al adversario a atacar sus propias posiciones.
Al principio, Pausanio se instaló en los estribos del monte Citero, mientras Mardonio fortificó su campamento al otro lado del río Asopo. Un ataque persa de caballería contra las posiciones griegas fracasó, pero los persas hostigaron las líneas de suministro y los puntos de agua de los griegos. Pausanio entonces se retiró a la llanura, protegida por una pequeña cadena de colinas que impedía una carga frontal de la caballería enemiga. Diez días después, la escasez de agua y alimentos obligó a una retirada nocturna hacia posiciones más próximas a sus antiguos campamentos, lo que provocó confusión y pérdida de contacto entre las unidades griegas.
En ese momento, Mardonio cometió un grave error de juicio. Creyó que la desorganización griega le permitía lanzar un ataque inmediato, el 27 de agosto de 479 a.C., sin esperar a que los distintos contingentes griegos se coordinaran. El asalto persa encontró una férrea resistencia, sobre todo de los espartanos, que, aunque aislados del resto del ejército, defendían una posición elevada que los protegía de la caballería persa. En el combate, Mardonio fue muerto.
Consecuencias
La muerte de su líder, el ataque contra su campamento fortificado y la llegada de unidades griegas que habían derrotado a los bœotios aliados a los persas provocaron la derrota y el masivo exterminio de las tropas de Jerjes. Solo unos pocos lograron escapar y reunirse con el cuerpo del ejército persa comandado por Artabazo, que ya se dirigía de regreso al Helesponto con unos 40 000 hombres. Thebes, que había colaborado con los persas, fue rápidamente tomada y sus dirigentes ejecutados.
Se estima que las pérdidas griegas rondaron los 3 000 muertos; el número de víctimas persas es desconocido. Los griegos se apoderaron de un enorme botín del campamento de Mardonio.
