Artémise, qui tire son nom de la sœur d'Apollon, est la seule femme à qui Hérodote attribue la vertu d'andreia ("courage"). On ne sait rien ni de sa naissance, ni de son enfance, mais vers 500 av. J.-C., juste avant la révolte ionienne qui déclencha l'invasion perse de la Grèce, elle épousa le roi d'Halicarnasse. À la mort de ce dernier, quelques années plus tard, elle s'empara du trône.

Suffisamment intelligente pour reconnaître une occasion, Artémise se rallia à Xerxès Ier lors de la deuxième invasion perse de la Grèce en 480 av. J.-C. Elle s'impliqua personnellement en prenant le commandement d'un contingent de cinq ou six navires. De l'avis de tous, elle combattit avec brio pendant les trois jours de la bataille navale de l'Artémision ; malgré une impasse tactique, ce combat se solda par une victoire stratégique perse, car la flotte alliée grecque se retira à Salamine. Quand les Perses s'approchèrent des troupes grecques renforcées sous Thémistocle, elle fut la seule commandante perse à préconiser la patience plutôt que l'attaque.

Alors que Xerxès contemplait les combats depuis son trône doré, la flotte perse tenta une sortie dans les détroits… où elle subit une défaite décisive. Malgré ses réserves il semble qu'Artémise combattit avec talent, voire cruauté. Quand ses navires se retrouvèrent coincés entre les redoutables trirèmes grecques et la flotte perse en désintégration, elle tenta le tout pour le tout. Poursuivie par les trirèmes ennemies, elle coula un vaisseau perse qui lui barrait la route et s'échappa. La prenant pour une alliée, les Grecs cessèrent leur poursuite tandis que Xerxès, persuadé qu'elle avait coulé un vaisseau ennemi et exaspéré par ses propres amiraux, déclara : "Mes hommes sont devenus des femmes, et mes femmes des hommes".

Après la bataille, Artémise conseilla à Xerxès de rentrer en Asie, et Hérodote écrivit qu'elle transporta ses fils depuis la Grèce jusqu'à Éphèse. C'est la dernière fois que son nom apparut dans les archives de l'Histoire.