當希臘各城市的代表們在科林斯地峽，商議如何抵抗波斯人的大軍的時候，帖撒利亞人的使者來了。他們請求希臘聯盟派兵力去支援他們守衛歐林波斯通路，否則的話他們就要投靠波斯人了——帖撒利亞人認為，要他們單獨防守希臘的前哨地帶並為了整個希臘而亡國是不合理的。而且帖撒利亞是一塊容易被迅速攻陷的國土，波斯人只需用河堤堵住峽谷並使佩涅歐司河離開當前的河道，把河水引到帖撒利亞，整個帖撒利亞除山區以外就都會浸沒在水下面了。於是希臘聯盟由海路派了一支總數為1萬名重裝步兵的部隊前去支援他們，但大軍沒駐紮幾天就離開了。因為他們從不甘屈服于波斯人的馬其頓國王亞歷山大（並非後世的亞歷山大大帝）那裡得到情報，了解到了波斯的水陸大軍是如何龐大，而且他們還聽說除這條通路之外，在上馬其頓方面另有一條通路可以進入帖撒利亞，而後來波斯軍隊中的一支也的確是從這條通道進入帖撒利亞的。這樣他們在此防守就無多大意義了，於是登船返回了科林斯地峽。帖撒利亞立即就投靠了波斯人。

回到科林斯地峽的希臘人根據亞歷山大提供的情報，再次商議如何抵抗波斯的大軍。經過長時間的討論，他們決定派一部分陸軍前往溫泉關，因為這條通路比通向帖撒利亞的那條通路要狹窄的多，同時離他們的本土也比較近。當然，他們在把軍隊開往溫泉關之前並不知道：在附近除了這一通道外，還有另一條可以迂迴的名叫阿諾披亞的小道。溫泉關地形非常險要，在這個隘口最狹窄的前方和後方，都只能容一輛馬車通行。它的南方是一座險不可攀的高山，北面則是沼澤和海洋。弗奇斯人曾為阻擋帖撒利亞人而在這個通道上修築城牆，由於年代久遠多已成為廢墟，現在希臘人為抵抗波斯人而重新修復這個城牆。在通道旁有一個鄉村，可以為軍隊提供糧秣。同時，希臘人的水師則出航到阿提米西塢去。這兩個地方彼此相距不遠，可以互相聲援。當波斯軍在陸上受阻於隘口時，即可以引誘他們使用艦隊，以迂迴這個陣地，這樣就可以在阿提米西塢中做一次海戰了：在窄海中波斯軍的數量優勢是會大打折扣的。

薛西斯率領大軍渡過赫勒斯滂海峽後，大軍一路南下。顯然他對他的龐大軍力仍不滿足，沿途不斷強迫那些臣服於他的城市提供船隻和兵員。阿爾塔巴諾斯曾提醒薛西斯說他的海陸大軍過於龐大，過於龐大的陸軍將產生飢謹，而過於龐大的海軍則無任何海港可以容納，到時候“人不能控制事故，而是要受到事故的擺布”。雖言猶在耳，然不幸則已接踵而至。波斯海軍在進軍途中突然遇到一陣東南狂風——即著名的“赫勒斯滂颶風”。龐大的波斯海軍中，那些預見到暴風的來勢、以及所處位置有利的人都把船拖到岸上，以此保全了自己和船舶，可是那些在海上遇上暴風的船舶則遭受了巨大災難。風暴持續了三天之久，波斯人損失的戰艦高達400艘，至於其它的小型船隻與輜重則是難以計數。

儘管損失異常慘重，但這絲毫不能動搖薛西斯的勃勃野心。公元前480年8月，波斯大軍七八月間來到了德摩比勒隘口。該隘口是中希臘的“門戶”，依山傍海，關前有兩個硫磺溫泉，所以又叫“溫泉關”。關口極狹窄，僅能通過一輛戰車，是從希臘北部南下的唯一通道。這時希臘人正在舉行奧林匹克運動會，而在希臘，奧林匹克高於一切，運動會期間是禁止打仗的。因此，希臘人在關上布置的兵力只有幾千人(富勒認為其總兵力為七千到八千人)。當波斯人臨近的時候，斯巴達國王列奧尼達僅帶了300人來增援。

但是當波斯人的大軍逼近隘口的時候，駐守溫泉關的希臘部隊馬上開始慌亂起來，很多伯羅奔尼撒都主張返回科林斯地峽，幸運的是伯羅奔尼撒人中的強者斯巴達人堅決主張監守陣地，他命令全軍作好戰鬥準備，並派使者前往各城邦求援。

波斯大軍在溫泉關不遠的平原紮下大營以後，薛西斯首先展開了心理攻勢。他派人捎信給希臘守軍，說波斯兵多得數不清，光是射擊的箭矢就能把太陽遮住。勇敢的斯巴達人哪能被嚇着，他們嘲笑說：“那太好了，我們可以在蔭涼里殺個痛快”。

過了兩天，薛西斯又派人去打探希臘人的動靜，回報說希臘人把武器堆在一邊，有的梳頭、有的做操，絲毫沒有打仗的樣子。薛西斯大為奇怪，問詢知情者後方知，戰前梳頭是斯巴達人的習慣，意味着將要玩命血戰。薛西斯又耐心地等了四天，見守關的希臘人沒有絲毫投降的樣子，便下了命令，用武力活捉這些不知好歹的希臘人。

根據溫泉關地勢險要、山道狹窄，部隊不能展開行動，騎兵和車派不上用場的特點，薛西斯採取了派重裝步兵輪番衝擊的強攻戰法，企圖利用人數的優勢打垮斯巴達人。而斯巴達人卻利用溫泉關“一夫當關，萬夫莫開”的地形優勢，居高臨下，用鋒利的長矛兇狠地刺向手持波斯刀的敵人。波斯人倒下了一批又一批，攻打了一天又一天，卻沒能前進一步。薛西斯無奈，只好拿出最精銳的一萬名御林軍投入戰鬥，但除了拋下大片屍體外，還是攻不上去。見此情景，薛西斯急得三次從他督戰的寶座上站起來，皺着眉頭，抖動着鬍子，狂躁地吼叫不已。

正當薛西斯無計可施的時候，一個名叫埃彼阿提斯的當地農民來報告說，有條小路可以通到關口的背後。薛西斯一聽，大喜過望，立即命令這個希臘叛徒帶領御林軍沿着荊棘從生的小道直插後山。他們穿峽谷，渡溪流，攀山崖。黎明的時候，越過一片橡樹林，接近了山頂。本來，列奧尼達在小路旁的山嶺上早已布置下1000餘名來自佛西斯城邦的守兵。因數日無戰事，他們便放鬆了警惕，直到寂靜的黑暗中傳來嘈雜的腳步聲時，他們才慌忙披掛上陣。波斯人已到跟前，羽箭像雨點般射來，佛西斯人敗走了。波斯人也不追趕，直向溫泉關背後插了下去。

斯巴達王列奧尼達得知波斯軍迂迴到背後時，知道大勢已去。為保存實力，他把已無鬥志的其他城邦的軍隊調到後方去，只留下他帶來的300士兵迎戰。因為按照斯巴達傳統，士兵永遠不能放棄自己的陣地。700名塞斯比亞城邦的戰士自願留下同斯巴達人並肩作戰。

前後夾攻的波斯人潮水般撲向關口，腹背受敵的斯巴達人奮勇迎戰。他們用長矛猛刺，長矛折斷了，又拔出佩劍劈砍，佩劍斷了，波斯人擁了上來。斯巴達的勇士們殺退了敵人的四次進攻，拼死保護自己的統帥。他們的人數越來越少，逐漸被壓縮到一個小山丘上。殺紅了眼的波斯人，將殘餘的斯巴達人死死圍住，在口令聲中將雨點般的標槍投向他們，直到最後一個人倒下。至此，溫泉關才最終被攻占了。

付出兩萬波斯士兵生命的溫泉關血戰，對於薛西斯來說，就象是一場惡夢。一想到血戰到底，寧死不屈的斯巴達勇士，他就心驚肉跳地問：“斯巴達人是不是都是這樣的？”

據說，波斯人在打掃戰場時只找到了298具斯巴達人的屍體。原來，有兩個斯巴達人沒有參加戰鬥。一個是因為害眼病，一個是因為奉命外出。戰後，他倆回到斯巴達時，家鄉的人都非常鄙視他們，誰也不理他們。其中一個人受不了這種屈辱，自殺了。另一個在後來的戰鬥中犧牲，但斯巴達人還是拒絕把他安葬在光榮戰死者的墓地中。