В августе 482 года до н. э. вавилоняне восстали вновь. Теперь мятеж возглавил Шамаш-эриба. О этом восстании свидетельствует один вавилонский документ — контракт торгового банка Эгиби, датированный 22 ташриту (26 октября), года вступления на царствование Шамаш-эриба, «царя Вавилона и Стран», причём свидетели сделки те же, что упоминаются в документах времён Дария; сын одного из них упоминается уже под 1-м годом Ксеркса. Во всяком случае, восстание не было продолжительным — это видно уже из наличия одного документа от «начала царствования». Мятежники добились крупных успехов, захватив Вавилон, Борсиппу, Дильбат и другие города, поскольку большая часть воинских гарнизонов, размещённых в Вавилоне, была переправлена в Малую Азию, для участия в предстоящем походе против Греции. Подавление восстания было поручено зятю Ксеркса Мегабизу. Осада Вавилона длилась несколько месяцев и завершилась, по-видимому, в марте 481 года до н. э. суровой расправой. Городские и другие укрепления были срыты. Даже течение реки было отведено и Евфрат, по крайней мере, на время отделил жилую часть города от его святилищ. Часть жрецов была казнена, главный храм Эсагила и зиккурат Этеменанки тоже сильно пострадали.

Не знает о нём ничего и Геродот, но сообщает, сам того не подозревая, интересное сведение, что Ксеркс увёз из храма Бела (Эсагилы) колоссальную, весом 20 талантов (ок. 600 кг), золотую статую бога, убив охранявшего жреца. Конечно, греческий историк полагал, что причина — корыстолюбие. На самом деле она, как мы знаем, более глубока. Усмирение бунта повлекло за собой крайние меры: разрушение храма и увезение многих предметов сокровищницы этого храма в Персеполь; туда же была отправлена и золотая статуя бога Мардука, где её, вероятно, переплавили. Тем самым Ксеркс не только фактически, но и формально ликвидировал Вавилонское царство, превратив его в обычную сатрапию. Лишив Вавилон статуи Мардука, Ксеркс сделал появление в нём царей невозможным. Ведь царскую власть претендент должен был получать «из рук» бога. С этих пор изменяется и титулатура царя на вавилонских документах: на датированных «годом вступления» Ксеркс называется ещё «царём Вавилона, царём Стран»; на происходящих из первых четырёх лет его царствования — «царём Персии и Мидии, царём Вавилона и Стран»; наконец, с 5-го года (480—479) начинается обозначение «царь Стран», которое остаётся за всеми преемниками Ксеркса.

Поход в Грецию

Подготовка к походу

К концу 80-х годов ситуация в Персии стабилизировалась, и Ксеркс стал энергично готовиться к новому походу против Греции. В течение нескольких лет велись работы по сооружению канала (длиной 12 стадий, более 2 км) через перешеек на Халкидике, чтобы избежать обхода Афонского мыса, где погиб флот Мардония. Также был построен мост и через реку Стримон. На строительство согнали многочисленных работников из Азии и прилегающего побережья. Вдоль берегов Фракии были созданы продовольственные склады, через Геллеспонт переброшены два понтонных моста длиной по 7 стадиев (около 1300 м) каждый. Велась и дипломатическая подготовка к походу; послы и агенты Ксеркса были направлены в различные государства Балканской Греции и даже в Карфаген, который должен был военными действиями отвлечь греков Сицилии от участия в войне с Персией. К подготовке похода Ксеркс привлёк находившихся при его дворце видных греческих беглецов. Аргос и Фессалия изъявили покорность Персии. Во многих греческих городах, не исключая и Афины, имелись сильные проперсидские группировки. Жители Крита отказались помогать элинам, а жители Керкиры заняли выжидательную позицию.