На замечание представителя Коринфа, что Фемистокл, потерявший родину, не имеет права голоса, тот возразил, что он с 200 кораблей, готовыми к бою, гораздо сильнее Коринфа. Видя, что приведенных им тактических и стратегических доводов недостаточно для противодействия нерешительности греческих начальников и отчужденности между ними, Фемистокл торжественно заявил на военном совете, что он посадит на свои 200 кораблей афинских женщин и детей и отправиться на дальний запад, где обретет новую родину в Сирисе (в Таррентском заливе).

Это подействовало на Эврибиада, высказавшегося также за битву при Саламине. Чувство сплоченности и дисциплины было настолько сильно, что возражений не последовало, и все стали готовить свои корабли к битве, на которую твердо решились. Чтобы действовать наверняка, и не дожидаясь какого-либо нового решения союзников, Фемистокл послал к Ксерксу своего верного раба с советом напасть немедленно и не упустить греков, которые будто бы находятся в большом страхе и помышляют о бегстве. Тогда Ксеркс решил дать окончательное сражение на море. В Фалеронском заливе он произвел смотр флоту и, больше для виду, собрал военный совет. За сражение стояли все, кроме Артемизии, царицы Галикарнасской. По ее мнению, не следовало предпринимать действий на море, так как греки, как моряки, стояли выше персов; следовало беречь флот и вести нападение на Пелопоннес с суши. Это привело бы к разделению греческих морских сил и сделало бы их безопасными.

Следуя мудрому совету Артемизии, Ксеркс двинул все свои сухопутные войска к Пелопоннесу, но одновременно приказал флоту атаковать противника. Несмотря на поздний час, корабли должны были выйти в море, и начальникам было объявлено, что они поплатятся головами, если греческий флот ускользнет от них. Эти слова не были пустой угрозой, и на другое утро финикийским начальникам горьким путем пришлось убедиться в этом. Флот должен был быть выстроен в три ряда, и Ксеркс сам решил наблюдать за его действиями с берега. Флот выстроился, как ему было приказано, и двинулся к Саламинскому проливу, выбранному Фемистоклом для битвы.

Ширина фарватера от Пирейского полуострова до Саламина равна почти семи километрам, так что в строе фронта там могли поместиться до 390 трирем, считая, что по ширине каждая занимает 15-18 м. К северу пролив суживается до 2,5 километров, так как здесь сильно выдается в море полуостров Киносура, лежащий против мыса Керамеса, и, кроме того, островом Пситалией фарватер делится на два рукава. Восточный, идущий к северу и северо-западу вполне доступен и достигает ширины 1040 м; вход в западный рукав, и без того суживающийся между Пситалией и Киносурой до 780 м, сильно затруднен Аталантским рифом, одноименным маленьким островом и камнями Пророков. Поэтому в темное ночное время войти в него можно лишь с большими предосторожностями. Севернее Пситалии Саламинский пролив тянется на протяжении 5 км к западу и по ширине едва достигает 1500 м, поэтому при входе туда необходимо менять курс на 4-8 румбов (45-90(). Далее пролив переходит на северо-западе в неглубокий Георгиевский пролив, обильный мелями, достигающий при входе 1100 м ширины и сужающийся затем между островком Георгия и лежащими против него двухсаженными каменистыми банками до трех кабельтов (530 м). Узкий, мелкий и извилистый фарватер канала, идущего западнее острова Георгия, хотя и доступен мелкосидящим судам, каковыми были триремы, но лишь при условии знания фарватера и хорошей маневренности; поэтому место Саламинской битвы надо считать ограничивавшимся этим каналом.

Саламинский пролив, за исключением Торонской бухты, свободный от мелей, был вполне доступен для трирем; лишь берега острова к северу от Саламинской бухты изобилуют мелями. Для вытаскивания на берег судов пригодны находящиеся южнее и северо-западнее древнего города Саламина песчаные береговые полосы, на которых и расположились лагерем дорийцы и афиняне со своими кораблями.

Саламинская битва произошла в сентябре месяце, вероятнее всего, 28 сентября. Ночь накануне битвы была темной и безлунной, так как новолуние наступило 2 октября.

По Геродоту, персидский флот снова достиг той же силы, как и у мыса Сепиас (Геродот, III, 66), все потери были пополнены новыми судами, затребованными от островов и государств, лежавших на пути персов. Согласно Эсхилу, принимавшему участие в Саламинской битве, число персидских судов достигало 1207. Во всяком случае, число персидских кораблей было в три раза больше, чем греческих. И без того недостаточный состав союзного флота был ослаблен после несомненного ухода значительного количества судов тех союзников, государства которых были покорены в это время персами. Суда персидского флота были более высокобортными, особенно в носовой и кормовой частях, чем греческие корабли. Число воинов на каждом корабле достигало 30-ти человек.

Число греческих судов под Саламином в разных источниках указано различно: Геродот (VIII, 43) определяет его в 366 и 378 кораблей; Эсхил («Персы», 341 и 342) в 300 и 310; Фукидид (I, 74) в 300 и 400. Сравнительно недавно, именно в 1856 году, в Константинополе был найден относящийся к тому времени список участвовавших в союзном флоте греческих государств, посвященный богам после Платейской битвы (см.: Frick, «Das peataeische Weihgeschenk in Konstantinopel»). По этому списку греческий флот состоял из 347 трирем и 7 пентеконтер. Афинам принадлежало 200 трирем, команда на 180 была составлена из афинян, и на 20 – из халкидян.

Поздно вечером 27 сентября персидский флот, по приказанию Ксеркса, вышел из Фалеронской бухты и в самом непродолжительном времени запер фарватер между Пирейским полуостровом и Саламином. Здесь персидские флотоводцы получили через посланцев Фемистокла предупреждение о том, что греки готовятся к бегству. Памятуя угрозы Ксеркса лишить их жизни, персидские командиры решили окончательно окружить греческий флот, расположенный у города Саламина. Остров Пситалия, закрывавший путь от Саламина на юг, был занят сильным отрядом, состоявшим преимущественно из знатных персов, пожелавших наблюдать за всем боем и, кроме того, видевших возможность нападать на неприятельские корабли, которые будут проходить близ острова или садиться на мель.

Около полуночи правый фланг флота, состоявший из финикийцев, выстроился в три колонны и, обернув тканью свои весла, в полной тишине стал пробираться в Саламинский пролив. Остальные силы проследовали за ним вдоль аттического побережья до отмели, ограничивающей пролив Георгия со стороны материка. Расстояние до стоянки греческих кораблей от трех миль уменьшилось до одной. Греки в темноте не могли видеть персов, а равно услышать их с расстояния в одну милю (1852 м), так как обернутые весла не производили шума. Затем флот перестроился в боевой порядок, состоявший из трех последовательных строев фронта, причем Ксеркс на рассвете мог следить за их действиями из своего лагеря у подножья хребта Эйгалея.

Рассказ о том, что персы, желая запереть западный выход из Элевсинской бухты и отрезать грекам путь к отступлению, послали ночью вокруг Саламина 200 египетских трирем, надо считать неправдоподобным. У Геродота нет никаких указаний на это. Эта версия появилась позднее, лет 400-500 спустя, и распространялась мало заслуживающим доверия Диодором, вероятно, по данным Эфора, сочинения которого утрачены. Более же нигде не встречается указаний на эту эскадру. Греки и без того были вполне окружены упомянутым выше образом, поэтому надо признать, что никакого обхода персы не предпринимали.

Шестикилометровый переход персов в темноте при ограниченной ширине пролива, постоянных переменах курса, трудности сигнализации и при отсутствии единоличного командования флотом, а равно и перестроение в три ряда заняли очень много времени. Нападение было решено провести с утра, поэтому весь персидский флот был вынужден в течение целой ночи держаться на веслах в то время, как греки мирно спали на стоянках своих судов.

Большое число персидских кораблей при сравнительно малом пространстве привело к тому, что персам пришлось построить свой флот как можно теснее, имея всего лишь 12,5 м между кораблями, поэтому промежуток между веслами двух соседних судов равнялся всего лишь 2,2 м. По линии от мели канала Георгия до Киносуры на протяжении 3330 м можно было поместить лишь 266 судов в ряд, а, следовательно, в трех рядах могло встать около 800 трирем. При расстоянии между рядами самое меньшее в 20 м, персидский флот по глубине занимал почти полтораста метров.