波斯王薛西斯在山头上从头到尾目睹着这场海战的经过，无奈地看到波斯战舰沉没的沉没，被擒的被擒。八个小时的激战，波斯舰队200艘战船被击沉，50艘被俘获。薛西斯万万没想到自己失败的如此之惨，不由得呼天抢地，痛悔莫及。

面对失败的现实，薛西斯不得不开始考虑整个远征军的前途。一来海军战败，陆军基本的后勤供给失去保障；二来希腊海军可能会乘胜直扑赫勒斯邦海峡（即达达尼尔海峡），截断他的归路。于是，他仰天长叹，命令残存的战舰迅速撤到赫勒斯邦海峡。几天后，薛西斯除留下一部兵力在中希腊继续作战外，自己率领其余部队退回到小亚细亚。

萨拉米海湾之战是整个希波战争中最重要的一次战役，它扭转了整个战局。第二年，希腊联军在普拉提亚消灭了薛西斯留在希腊的那支陆军，大约同时又在小亚米卡尔海角消灭了波斯在那里的残存海军。公元前449年，希腊军队在塞浦路斯岛彻底打败波斯，双方订立和约，结束了持续约半个世纪的希波战争。