Выбранный в следующем 482 г. до н. э. первым архонтом Фемистокл обратил внимание на создание и использование необходимых для флота защищенных военных гаваней и верфей. Открытая Фалеронская бухта, которой до сих пор пользовались афиняне, была оставлена и вместо нее были сооружены три защищенные гавани на скалистом Пирейском полуострове: две маленькие в круглых бухтах Мунихия и Зея, расположенные в юго-западной части полуострова, и одна большая, в бухте Кантарос по правую руку от входа в теперешний Пирейский порт.
Для защиты гаваней от врагов была начата постройка стены приблизительно в 11 км длиной и в две колеи шириной (Фукидид, I, 93 и II, 13). Эта стена охватывала весь полуостров с гаванями, так как Фемистокл предполагал сделать всю эту часть неприступной крепостью. В случае повторения нашествия персов на слабо укрепленные Афины жители должны были покинуть город и укрыться в Пирее, чтобы оттуда с помощью флота вести войну хоть со всем миром.
Этот грандиозный по своей смелости и уверенности план был построен на верном основании. По изготовлении первой сотни трирем начали строить вторую, и к лету 480 г. до н. э. у афинян в боевой готовности имелось 200 кораблей с командой в 40 000 человек.
Еще не так давно афиняне должны были занимать 20 кораблей у коринфян, чтобы справиться с Эгиной, а теперь обладали великолепным флотом в Сароническом заливе. Постройка гаваней и стен не была завершена, когда осенью 481 г. до н. э. пронесся слух, что из глубины Азии в Сарды идет огромное войско, чтобы с помощью многочисленного флота покорить Грецию.
Для этого похода Ксеркс собрал в Криталле в Каппадокии все силы своего государства, как сухопутные, так и морские, стянув их с берегов Каспийского и Черного морей, а также из Эфиопии и Индии. Войско состояло из 46 различных народностей, флот из кораблей 10 вассальных государств, целого ряда островов и отдельных городов.
Ксеркс хотел раздавить врага своей численностью. В многочисленности войска заключалась его главная слабость: его невозможно было перевезти морем, движение его было очень медленным, а снабжение очень затруднительным. В Криталле Ксеркс сам стал во главе войска и повел его в Сарды, откуда снова отправил послов с требованием «земли и воды» во все греческие города, кроме Спарты и Афин.
С началом весны 480 г. до н. э. он двинулся с войском из Сард, через Илион (Трою) по направлению к Геллеспонту. Флот следовал за ним вдоль берега. У Абидоса он устроил гребные гонки, в которых победили сидоняне. Последовавший затем переход в Европу через Геллеспонт по двум понтонным мостам, наведенным между Абидосом и Сестосом, занял 7 дней. Мосты были сооружены греческими техниками из Малой Азии и состояли из 360 и 314 кораблей.
В Дориске во Фракии был произведен смотр всем силам и была выяснена их численность. По Геродоту количество пеших воинов, по большей части неорганизованных, достигало 1700000, а конницы – 80000: цифры эти можно считать сильно преувеличенными.
Более достоверными кажутся сведения о флоте, численность которого выяснить много легче. Он состоял из 1207 трирем; финикийцы выставили 300, египтяне 200, киприоты 150, киликийцы и другие племена южного побережья Малой Азии 180, греки с западного побережья, с островов и с Черного моря доставили 337 кораблей. Каждая трирема, кроме гребцов, имела еще по тридцати солдат из лучших войск персов, мидийцев и саков. Триерархи и начальники отрядов были той национальности, к которой принадлежали корабли, но высшее начальство над флотом было поручено персам, людям незнакомым с морским делом. Весь флот был разделен на четыре эскадры, во главе каждой стояло по высокопоставленному персу, причем двое из этих начальников были сводными братьями Ксеркса.
Количество транспортных судов, главным образом тридцативесельных и торговых кораблей, достигало 3000. Команды одних только военных судов, если на каждый корабль приходилось по 200 человек, должны были составить 240 000 человек.
Из Дориска Ксеркс выступил дальше в Аканф, двигаясь все время вдоль берега, сопровождаемый флотом, вплоть до Халкидики, где флот прошел через вырытый для него канал в Термы (Салоники), а войско, отделившись от него, направилось туда же напрямик. Уже в это время возникли затруднения с продовольствием. Земли, через которые шло войско, были совершенно опустошены.
В Термы, где была сделана остановка, вернулись послы. Они принесли знаки покорности всех государств северной и средней Греции, кроме Фив.
Осенью 481 г. до н. э., когда в Афины пришла весть о грандиозных приготовлениях персов к походу против Афин, Фемистокл призвал всех греков соединиться для защиты национальной независимости и созвал всеобщее греческое собрание в Истме в Коринфе, расположенном в центре Греции. Из сотен независимых городов-государств осталось верным национальным интересам только тридцать одно; из пелопонесских общин не явились на собрание аргосцы и ахейцы, питавшие смертельную ненависть к спартанцам; из средней Греции, кроме афинян, явились лишь мегаряне и жители маленьких городов Плати и Теспии в Беотии, а также Локриды и островов Эвбея и Левкадия; из северной Греции приняли участие лишь Амбракия, остров Эгина и еще несколько мелких островов.
Все эти государства послали на общее собрание в Истме своих уполномоченных, которые дали клятвенное обещание действовать совместно против варваров и образовали союзный. Первым решением стало прекращение всех раздоров (прежде всего, между Афинами и Эгиной); затем главное командование сухопутными войсками было предоставлено спартанцам; командование морскими силами по праву принадлежало Афинам, но Фемистокл, как уполномоченный, великодушно отказался от этого во избежание нарушения единства командования.
Затем были отправлены послы в Аргос и Сиракузы, на Коркиру (Корфу) и Крит с просьбой о помощи, но их миссия оказалась безуспешной. Могущественный тиран сиракузский Гелон предложил выслать войско, но при условии, что главное начальство над всем будет поручено ему. Это требование было оскорбительно для греческого самолюбия, и от его помощи отказались. Вскоре после этого Гелон подвергся жестокому нападению карфагенян, вторгшихся на Сицилию по побуждению Ксеркса. Коркира, сильная на море, изъявила готовность выставить 60 трирем, но вооружила их лишь летом 480 г. до н. э. и послала к мысу Тенару, чтобы выждать там, на чьей стороне будет победа. Аргос и Крит вообще уклонились от помощи.
Когда весной 480 г. до н. э. Ксеркс двинулся к Геллеспонту и этим дал понять, что избирает сухой путь, несколько фессалийских государств стали просить защитить их от Ксеркса, которому в противном случае они вынуждены были бы покориться. Союзный совет согласился и послал им 10 000 гоплитов под начальством спартанцев, морским путем, так как Фивы были ненадежны, до гавани Алос в Пагасейском заливе, откуда войска, усиленные фессалийской конницей, двинулись к Темпе, а флот остался в Алосе. Узкую Темпейскую лощину можно было удержать и против превосходящих сил противника, но Фемистокл, командовавший афинскими силами, обратил внимание на то, что для ее удержания необходимо было иметь сильный флот, ибо для персов не было ничего легче, как высадить часть своих войск несколько южнее и окружить греков в Темпе. Небольшой же греческий флот при отсутствии на этом побережье гаваней отнюдь не мог рассчитывать на успех при встрече в открытом море с более многочисленным персидским флотом. К тому же греки могли быть обойдены через горный проход, находившийся к северо-западу от Олимпа. Поэтому Темпейская позиция по его совету была вскоре оставлена, и экспедиция в начале июня тем же путем, как и пришла, вернулась обратно к Коринфскому перешейку (в Истм).
Ксеркс, услыхав, что Темпе занято, предпринял из Терм рекогносцировку к устью р. Пенея на сидонской триреме; он нашел проход свободным, фессалийцы покорились ему, и он мог беспрепятственно продолжить поход до Отийских гор, служивших границей между северной и средней Грецией. С флотом он должен был опять разделиться, так как гористый фессалийский берег совсем не был пригоден для прохода войска. Поэтому флот был пока оставлен в Термах и должен был через 14 дней прийти в Малиакский залив, чтобы там соединиться с войском. Последнее, дойдя до Отийских гор, остановилось, так как единственный проход между скалистым берегом и морем – Фермопильский, в то время шириной в одну колею, был сильно укреплен.
После возвращения первой экспедиции из Фессалии, что вызвало потерю северной Греции, союзный совет опять-таки по совету Фемистокла решил удержать за войском и флотом позицию по линии Фермопилы – Артемизий и защищать среднюю Грецию. Поэтому в середине лета, когда Ксеркс двинулся из Терм, греческий флот под командой спартанца Эврибиада был спешно послан в Артемизий, а спартанский царь Леонид с небольшим отрядом быстро двинулся к Фермопильскому проходу. По пути к нему присоединились подкрепления, так что в общей сложности у Фермопильского прохода сосредоточено было 6000 гоплитов, хотя спартанцев из них было всего 300. Тысяча фокейцев заняла горную тропу, которая была открыта лишь в это время.