Το καλοκαίρι του 479 π.Χ., έγινε στις Πλαταιές η μεγάλη και ένδοξη για τους Έλληνες, τελευταία μάχη των μηδικών πολέμων στην αρχαία Ελλάδα.
Μετά την ήττα του στη ναυμαχία της Σαλαμίνας, ο Ξέρξης, αφήνοντας το Μαρδόνιο στη Θεσσαλία, έφυγε για την Περσία. Ο Μαρδόνιος πρότεινε συμμαχία στους Αθηναίους με διάφορα ανταλλάγματα, όμως περήφανα αρνήθηκαν και έτσι ο Μαρδόνιος με τους 300.000 στρατιώτες του στρατοπέδεψε στη κοιλάδα του Ασωπού, κοντά στις Πλαταιές.
Με αρχηγό τον Σπαρτιάτη Παυσανία, και δύναμη 5.000 Σπαρτιατών οπλιτών (με 7 είλωτες ο καθένας), μαζί με 5.000 Λακεδαιμόνιους περίοικους (με έναν ελαφρά οπλισμένο είλωτα, ο καθένας) βάδισαν προς τον Ισθμό. Αυτός ήταν ένας αρκετά μεγάλος στρατός και ποτέ στο παρελθόν η Σπάρτη δεν είχε στείλει τόσο μεγάλη δύναμη στο πεδίο της μάχης.
Όταν ο Μαρδόνιος έμαθε για την άφιξη των Λακεδαιμονίων στον Ισθμό, έφυγε από την Αττική μέσω της Δεκέλειας, πέρασε το βουνό Πάρνων και μπήκε στην Βοιωτία. Βαδίζοντας επί δύο μέρες κατά μήκος του Ασωπού, στρατοπέδευσε στη βόρεια όχθη του ποταμού, κοντά την πόλη των Πλαταιών. Ο αριθμός των Περσών και των συμμάχων τους ήταν περίπου 300.000 (ανάμεσά τους και 10.000-20.000 Έλληνες που μήδισαν).
Στον Ισθμό, ο στρατός του Παυσανία συναντήθηκε με άλλους συμμάχους από την Πελοπόννησο (Τεγεάτες, Κορίνθιοι, Μυκηναίοι, Επιδαύριοι, Τροιζήνιοι κ.ά.) και όλοι μαζί προχώρησαν με κατεύθυνση τα Μέγαρα. Εκεί ενισχύθηκαν με 3.000 Μεγαρείς και ενώθηκαν με 8.000 Αθηναίους οπλίτες, οι οποίοι ήλθαν από την Σαλαμίνα υπό την αρχηγία του Αριστείδη. Η πόλη των Πλαταιών συνεισέφερε 600 οπλίτες. Ο αριθμός των ελληνικών δυνάμεων έφθανε τώρα τις 38.000 οπλίτες, οι οποίοι μαζί με τους ελαφρά οπλισμένους στρατιώτες και τους είλωτες πλησίαζε τις 110.000 άνδρες. Ο αριθμός αυτός συμπεριλάμβανε τους 1.800 σχεδόν άοπλους Θεσπιείς. Δεν υπήρχε ιππικό και οι τοξότες ήταν πολλοί λίγοι.
Οι Έλληνες βάδισαν πάνω από τις κορυφές του Κιθαιρώνα και κατεβαίνοντας από το βόρειο τμήμα είδαν το στρατόπεδο του Περσικού στρατού στην πεδιάδα του Ασωπού. Ο ελληνικός στρατός παρατάχθηκε στις υπώρειες του Κιθαιρώνα, στα νότια του Ασωπού. Οι Πέρσες ήθελαν να παρασύρουν τους Έλληνες βόρεια του Ασωπού, για να δώσουν τη μάχη στην ανοιχτή πεδιάδα, που θα επέτρεπε την πλήρη ανάπτυξη του ιππικού τους. Αντίθετα, οι Έλληνες, που δεν είχαν ιππικό, προτιμούσαν να γίνει η μάχη σε ορεινό έδαφος, νότια του ποταμού, πράγμα που πέτυχε τελικά ο Παυσανίας.
Ο βασιλιάς Παυσανίας, που περίμενε καλούς οιωνούς από τις θυσίες, κρατούσε τις δυνάμεις του μακριά από τις επιθέσεις του Περσικού ιππικού, κοντά στις Ερυθρές, όπου το έδαφος ήταν ανόμοιο και τραχύ, αλλά ακόμα και αυτό δεν εμπόδισε τον Μαρδόνιο να στείλει το ιππικό του κατά των Ελλήνων, υπό τον στρατηγό Μασίστιο. Όταν οι Μεγαρείς βρέθηκαν σε μεγάλο κίνδυνο και είχαν μεγάλες απώλειες, 300 Αθηναίοι οπλίτες επέτυχαν να αναχαιτίσουν τους Πέρσες, σκοτώνοντας τον μεγαλόσωμο και γενναίο Μασίστιο. Το σώμα του, το παρέλασαν θριαμβευτικά επάνω σε άρμα. Μετά την επιτυχή απόκρουση του περσικού ιππικού από τους Αθηναίους, ο Μαρδόνιος αναγκάστηκε να το αποσύρει.
Το γεγονός αυτό ενθουσίασε τον Παυσανία, ο οποίος μετακίνησε το στράτευμα δυτικότερα, προς τις Πλαταιές, και το παρέταξε στην δεξιά πλευρά του Ασωπού, κοντά στη Γαργαφία. Τη δεξιά πτέρυγα της ελληνικής παράταξης κατείχαν οι Σπαρτιάτες, την αριστερή οι Αθηναίοι και στο κέντρο ήταν παρατεταγμένοι οι υπόλοιποι Έλληνες.
Όταν ο Μαρδόνιος έμαθε την αλλαγή της θέσεως των Ελληνικών δυνάμεων, διέταξε τον στρατό του να πάρει θέση απέναντι τους, στην άλλη όχθη του Ασωπού. Ο ίδιος πήρε το πόστο της αριστεράς πτέρυγας, αντιμέτωπος των Λακεδαιμονίων. Ο υπόλοιπος στρατός του, αποτελούμενος από τους Έλληνες που είχαν προσχωρήσει στους Πέρσες, 50.000 τον αριθμό, ήταν αντιμέτωπος των Αθηναίων. Στο κέντρο του Μαρδόνιου αποτελείτο από Ινδούς και Βακτριανούς. Ολόκληρος ο στρατός ανερχόταν στους 300.000 άνδρες.
Οι δύο αντίπαλοι έμειναν αντιμέτωποι στις νέες τους θέσεις, επί οκτώ μέρες, και η επίθεση αναβλήθηκε και από τις δύο πλευρές, λόγω κακών οιωνών. Την όγδοη ημέρα ο Μαρδόνιος με την συμβουλή του Θηβαίου αρχηγού Τιμαγενίδα, έστειλε το ιππικό του κι απέκοψε τη διάβαση του Κιθαιρώνα, από όπου ανεφοδιάζονταν οι Έλληνες και κατέλαβε μεγάλη αποστολή με εφόδια, σε μια πλαγιά του Κιθαιρώνα. Ο Αρτάβαζος επίσης τον συμβούλευσε να συνεχίσει αυτήν την τακτική ενοχλήσεων, αλλά ο Μαρδόνιος ήταν ανυπόμονος και διέταξε το ιππικό του να επιτεθεί, καταλαμβάνοντας τη Γαργαφία πηγή, από όπου υδρεύονταν οι Έλληνες.
Ο Παυσανίας συγκάλεσε το πολεμικό συμβούλιο και πήραν την απόφαση να οπισθοχωρήσουν προς την κατεύθυνση των Πλαταιών, σε μια τοποθεσία που την έλεγαν Νησί και βρισκόταν δυο χιλιόμετρα μακρύτερα, στη μισή απόσταση από την πόλη των Πλαταιών. Όταν ο Παυσανίας έδωσε το βράδυ την διαταγή για οπισθοχώρηση, μερικοί από τους Σπαρτιάτες αρνήθηκαν να ακολουθήσουν. Οι απειλές δεν έφεραν κανένα αποτέλεσμα να πεισθεί ο Σπαρτιάτης λοχαγός Αμομφεράτος, ο οποίος παίρνοντας μία μεγάλη πέτρα, την πέταξε στα πόδια του Παυσανία, με την εξής φράση: «με αυτή την πέτρα δίνω την ψήφο μου να μην οπισθοχωρήσω». Ο Παυσανίας, που δεν είχε καιρό να χάσει γιατί το ξημέρωμα έφτανε, άφησε τον Αμομφεράτο και τον λόχο του πίσω και βιάστηκε να πάει στο Νησί. Αργότερα ο Αμομφεράτος τους ακολούθησε. Τη νύχτα της 26ης προς την 27η Αυγούστου ξεκίνησαν χωρίς συνοχή τα τρία τμήματα της ελληνικής παράταξης χωριστά για την προκαθορισμένη τοποθεσία.
Το πρωί της 27ης Αυγούστου, πριν προλάβουν να συγκεντρωθούν όλοι οι Έλληνες εκεί, ο Μαρδόνιος αντιλήφθηκε την ελληνική οπισθοχώρηση και θέλοντας να επωφεληθεί της ευκαιρίας, διέταξε την επίθεση. Ο περσικός στρατός περνώντας το ποτάμι του Ασωπού, άρχισε να ρίχνει βέλη στους Έλληνες, οι οποίοι όμως δεν ανταπέδωσαν, περιμένοντας ακόμη τους καλούς οιωνούς από τις θυσίες. Όταν τελικά οι θυσίες καρποφόρησαν, άρχισε η μάχη. Κατά τον Ηρόδοτο, τα κέντρα των δύο παρατάξεων δεν πήραν μέρος στην κρίσιμη φάση της μάχης.Ο Μαρδόνιος, επικεφαλής του περσικού στρατού, επιτέθηκε εναντίον των Σπαρτιατών και οι Θηβαίοι σύμμαχοί του εναντίον των Αθηναίων. Οι Σπαρτιάτες κατόρθωσαν να κρατήσουν τη θέση τους και ο Παυσανίας προχώρησε στην επίθεση. Για άλλη μια φορά, όπως και στον Μαραθώνα, η ελληνική φάλαγγα φάνηκε ανώτερη από τους ελαφρά οπλισμένους Ασιάτες. Ο Μαρδόνιος, μαζί με τη σωματική του φρουρά των 1.000 ανδρών, πολεμούσε γενναία στην πρώτη γραμμή μέχρις ότου έπεσε, χτυπημένος από τον Σπαρτιάτη Αρίμνηστο.
Μετά το θάνατο του Μαρδόνιου, οι Πέρσες τράπηκαν σε φυγή. Ένα τμήμα του στρατού τους οπισθοχώρησε και κλείστηκε στο οχυρωμένο στρατόπεδό τους. Αυτό δεν τους έσωσε, γιατί οι Έλληνες τους ακολούθησαν, κατόρθωσαν να μπούνε μέσα και τους εξολόθρευσαν. Έγινε μεγάλη σφαγή και μόνον 3.000 Πέρσες κατόρθωσαν να σωθούν. Ο στρατηγός Αρτάβαζος διέφυγε προς τη Φωκίδα και από εκεί χωρίς καθυστέρηση επέστρεψε με τον υπόλοιπο περσικό στρατό στον Ελλήσποντο και πέρασε στη Μ. Ασία. Και οι Θηβαίοι νικήθηκαν από τους Αθηναίους και κλείστηκαν στην πόλη τους. Ύστερα από πολιορκία 20 ημερών παρέδωσαν τους αρχηγούς τους (που μήδιζαν) και τιμωρήθηκαν με τη διάλυση της Βοιωτικής συμπολιτείας.
Η νίκη των Πλαταιών δικαίωσε τελικά τον Αισχύλο, που έλεγε ότι η ήττα του περσικού στόλου ήταν συγχρόνως και ήττα του στρατού ξηράς. Ο αδιαφιλονίκητος νικητής των Πλαταιών ήταν ο Σπαρτιάτης Παυσανίας. Οι νικητές ανέθεσαν το 1/10 των λαφύρων στους θεούς και αφιέρωσαν στους Δελφούς χρυσό τρίποδα επάνω σε χάλκινο κίονα με τα ονόματα των πόλεων που πήραν μέρος στη μάχη. Η χώρα των Πλαταιών κηρύχθηκε ιερή και ορίστηκε ο εορτασμός, κάθε 4 χρόνια, των Ελευθερίων, γιορτή προς τιμή των Ελλήνων που έπεσαν στη μάχη.
Σύμφωνα με τον Ηρόδοτο, οι Έλληνες έχασαν περίπου 760 άντρες, ενώ σύμφωνα με τον Διόδωρο και τον Πλούταρχο, οι απώλειές τους ανέρχονταν σε 1.300. Ποτέ ξανά η Περσία δεν επρόκειτο να κάνει σοβαρή προσπάθεια εναντίον της ελευθερίας, της ευρωπαϊκής, Ελλάδας.
