Μετά τη ναυμαχία, ο Ξέρξης δοκίμασε να χτίσει γέφυρα απέναντι από τα στενά για να επιτεθεί στους Αθηναίους, αλλά απέτυχε. Ο Ηρόδοτος αναφέρεται σε ένα πολεμικό συνέδριο μετά τη ναυμαχία, όπου ο Μαρδόνιος είπε:

Δέσποτα, μη λυπάσαι για αυτό που έγινε και μη το θεωρείς μεγάλη συμφορά. Δεν εξαρτάται από τα ξύλα ο αγώνας που θα μας τα δώσει όλα, αλλά από τους άνδρες και τα άλογα [...] Αν θέλεις, θα επιτεθούμε στην Πελοπόννησο, αν όχι, μπορούμε να περιμένουμε [...] Μη κάνεις τίποτα, Βασιλιά, που θα γελοιοποιήσει τους Πέρσες στους Έλληνες, γιατί δεν φάνηκαν οι Πέρσες δειλοί. Αν οι Φοίνικες και οι Αιγύπτιοι και οι Κύπριοι και οι Κίλικες φάνηκαν δειλοί, δεν φταίνε οι Πέρσες [...] Αν δεν θέλεις να μείνεις στην Ελλάδα, γύρισε πίσω με το μεγαλύτερο μέρος του στρατού και άφησέ με υποδουλώσω την Ελλάδα για σένα με τριακόσιες χιλιάδες στρατού που θα διαλέξω εγώ.

Ο Ξέρξης, φοβούμενος ότι οι Έλληνες θα κατέστρεφαν τη γέφυρα του Ελλησπόντου, αποφάσισε να υποχωρήσει με το μεγαλύτερο μέρος του στρατού του - ο Μαρδόνιος έμεινε με τους στρατιώτες που διάλεξε. Ο Μαρδόνιος πέρασε τον χειμώνα στη Βοιωτία και στη Θεσσαλία, ενώ οι Αθηναίοι επέστρεψαν στην πόλη τους.

Οι Αιγινήτες πήραν το αριστείο της ανδρείας. Για τον στρατηγό που αρίστευσε, οι στρατηγοί ψήφισαν πρώτα τον εαυτό τους και μετά τον Θεμιστοκλή. Οι Σπαρτιάτες έδωσαν στεφάνι ανδρείας στον Ευρυβιάδη και στον Θεμιστοκή στεφάνι αριστείας στη σύνεση και στην επιτηδειότητα.

Το επόμενο έτος, ο Μαρδόνιος ανακατέλαβε την Αθήνα. Αλλά, οι Έλληνες, υπό την ηγεσία των Σπαρτιατών, αποφάσισαν να αντιμετωπίσουν σε μάχη τον Μαρδόνιο, για αυτό βάδισαν για την Αττική. Ο Μαρδόνιος υποχώρησε στη Βοιωτία, για να δελεάσει τους Έλληνες να πολεμήσουν στιςΠλαταιές. Στη μάχη των Πλαταιών, το ελληνικό πεζικό συνέτριψε τους Πέρσες, ενώ στη μάχη της Μυκάλης, ο ελληνικός στόλος πέτυχε σοβαρή νίκη επί του περσικού στόλου.