В считанные часы греки разбили, потопили и пленили значительную часть финикийско-персидского флота, которым руководил брат Ксеркса Ариомен. По некоторым данным, персы потеряли около 200 кораблей, потери греков составили 40 триер. Оставшимся кораблям персов удалось вырваться в открытое море. Но продолжать сражение они уже не могли и вскоре ушли к берегам Малой Азии. Яркую картину сражения оставил потомкам в поэме «Персы» греческий драматург Эсхил, принимавший участие в этой битве.
Греки победили, но до окончания войны было еще далеко. В одержанной ими победе несомненна огромная заслуга командующего флотом Еврибиада и Фемистокла, которые сумели, используя маневренность греческих кораблей, рассеять и разбить по частям опытный и сильный финикийско-персидский флот. Велико было значение и морального фактора. Греки сражались за свои дома и семьи против агрессора, который оккупировал их страну, надругался над святынями и собирался лишить их столь ценимой эллинами свободы. Эта победа еще сильнее сплотила греков, придав силы для дальнейшего сопротивления, предоставив возможность контролировать и прерывать морские коммуникации персидской армии.
После поражения у Саламина Ксеркс, лично наблюдавший за сражением, с оставшимся у него флотом и частью армии покинул Грецию и вернулся в Азию. В Элладе, однако, остались значительные сухопутные силы персов под командованием полководца Мардония. Через год, в 479 году, в сражении при Платее в Беотии они были побеждены объединенным войском афинян и спартанцев под руководством Павсания и Аристида.
Спустя еще 30 лет греческий флот поставил окончательную точку в греко-персидской войне, разгромив союзника персов — финикийско-кипрский флот у одноименного города Саламин на восточном побережье острова Кипр.