Персы отошли, оставив греков господствовать на море. Выполняя священный долг, они подняли на борт тела убитых товарищей и отбуксировали поврежденные суда к Артемисию. После третьего, самого тяжелого, дня битвы в ремонте нуждалась едва ли не половина греческих триер. Учитывая малочисленность своего флота, греки просто не могли себе позволить терять боевые единицы. И все же они выстояли, не дали врагу вытеснить себя с моря. Празднуя на берегу одержанную победу, все проголосовали за то, чтобы награда за доблесть вновь досталась афинянам. И индивидуальный приз тоже был вручен гражданину Афин, на сей раз высокородному Клинию. Его судно было построено не на общественные деньги, полученные от добычи серебра, но, как в старые пиратские времена, на собственные средства, и команде тоже платил сам Клиний.
Пока все ужинали, впередсмотрящие заметили быстро приближающееся с запада судно. Это была афинская галера из Фермопил. Едва она коснулась дна, как на берег выскочил Аброних. Сообщения от Леонида он не привез – царь был мертв. Два дня спартанцы вместе со своими союзниками из других городов Греции отражали накатывающиеся волны вражеских атак, а главные силы пелопоннесской армии все не подходили. А наутро третьего дня с холмов спустились гонцы с сообщением, что персы прорвали линию фронта.
Ночью местный проводник-грек, минуя Фермопилы, вывел измученных копьеносцев, которых обычно называли «бессмертными», на тропу, бегущую вдоль высокой горной гряды. Вскоре Леонид оказался меж двух огней. У спартанского царя было три возможности: бежать, сдаться, умереть. Ксеркс, конечно, был бы только рад, если бы противник пошел на переговоры, но Леонид, демонстрируя в эти последние часы своей жизни истинный героизм, решил, что будет драться до самой смерти. Вдохновленные мужеством царя, за ним последовали три сотни спартанцев и тысяча воинов из города Феспии. Основной же корпус своей армии Леонид повернул на юг и одновременно посадил на галеру Аброниха с его командой из Афин. Оставшись в тылу, Леонид с тысячью тремястами воинами должен был сдерживать наступление персов, давая возможность остальным оторваться. Хоть день, да они выстоят.
В последний раз царь выстроил своих гоплитов и повел их боевым строем в горы. Теперь ему самому предстояло защищаться от врага и с фронта и с тыла, поскольку «бессмертные» в этот самый момент у него за спиной с трудом спускались с горной гряды вниз, пробираясь к узкой дороге, ведущей от района боевых действий. Убедившись, что сдаваться греки не намерены, Ксеркс обрушился на них с такой яростью, что его собственные люди, оказавшиеся на фланге наступающей массы, попадали в море, и многие утонули. Греки сражались с отвагой обреченных. Когда закончились или сломались копья, они вступили в ближний бой, орудуя и мечами, и голыми руками. Они не капитулировали даже после того, как был сражен Леонид. В конечном итоге Ксерксу пришлось послать на поле боя легковооруженный отряд, который напустил на оставшихся в живых греков тучу стрел. Это решило дело. Дорога на юг оказалась открыта. Бессильные хоть чем-то помочь товарищам, афиняне во главе с Абронихом оставались на галере до последнего и, лишь убедившись, что все кончено, решили удалиться.