Как бы там ни было, брак Менелая и Елены распался, Елена оказалась в Трое, оскорбленный Менелай призвал на помощь всех, кто во время сватовства к Елене поклялся защищать честь ее избранника. Войско было собрано. Любопытно, что когда греки отправлялись под Трою и уже были готовы пуститься в путь из гавани Авлиды, один из военачальников прогневал богиню Артемиду, которая потребовала принести ей в жертву Ифигению, ту самую незаконную дочь Елены, принятую Клитемнестрой и Агамемноном. В самый момент Артемида сжалилась и заменила Ифигению козой.
Когда Елену доставили в Трою, Парис смог уговорить своего отца Приама, царя Трои, разрешить жениться на ней, Елена была вынуждена подчиниться. Сначала спор между державами решено было решить поединком Менелая и Париса. В этом бою отважный и опытный Атрид почти одолел противника, но Афродита вмешалась и вновь помогла своему любимцу Парису. Военные действия стали неизбежны. Троянская война длилась десять изнурительных лет. Конечно, наивным было бы полагать, что причиной столь длительного противостояния была женщина, пусть даже такая прекрасная, как Елена. Были и политические, и экономические причины столь настойчивого желания греков одолеть непоколебимую Трою. Но Менелай все это время не переставал ревновать и любить свою супругу.
Несмотря на «любовь к Парису», за десять лет, пока Елена была женой Париса, она так и не родила ему ребенка. В «Илиаде» Гомера Елена тяготится своим положением, так как чары Афродиты, вызвавшие чувство к Парису, уже развеялись. В 4-й песне «Одиссеи» Елена рассказывает, как во время войны она помогла Одиссею, тайно проникшему в город.
Троянская война близилась к концу. Парис погиб под стенами Илиона, Елену взял в жены его брат Деифоб. Благодаря хитрому плану Одиссея, греки проникли в город. Деифоб пал под разящим ударом самого Атрида Менелая. Обманутый муж, найдя Елену, уже занес меч над головой неверной, чтобы отомстить за свой позор. Но при виде ее лица в расцвете красоты любовь вспыхнула в нем с новой силой, меч выпал из рук, и он заключил Елену в объятья. Еврипид в своих «Троянках» утверждал, что Менелай хотел убить Елену, но она повинилась перед мужем за свое прошлое поведение, уверив, что пыталась бежать к нему в греческий лагерь, но часовые не пропустили ее.
На обратном пути в Спарту корабли Менелая попали в бурю. Ураган пригнал героя на Крит. Менелай побывал в Ливии, Финикии, Кипре и только с 5 судами прибыл в Египет. Пространствовав 8 лет по Востоку, он был задержан на некоторое время на острове Фарос и терпел голод, пока не смог спастись и отправиться на родину. Имя Менелая носила гавань у Арданиды (Киренаика). С его слов египтяне записали на стелах историю Троянской войны. В египетской версии мифа Менелай прибыл в Египет с призраком Елены, чтобы найти настоящую Елену. Призрак Елены вознесся на небо, а истинная Елена, перенесенная к берегам Нила и ожидавшая здесь во владениях Протея своего супруга все десять лет войны, возвратилась к мужу.
Возвратясь на родину, Менелай жил с Еленой в Спарте. Дочь Тиндарея, вернувшись домой, заняла свои дворцовые покои. В Элиде торжественно отпраздновали ее возвращение. Повсюду раздавались песни в честь Менелая, счастливейшего владельца той, которую Гомер называет «благороднейшей из женщин».
Елена в течение нескольких лет спокойно жила с Менелаем. В «Одиссее» Гомера она изображена счастливой женой, нашедшей счастье у супружеского очага и вспоминающей былые события как дела давно минувших дней. Однако в конце жизни судьба жестоко обошлась с прекрасной царевной.
После смерти Менелая его незаконные сыновья, Никострат и Мегапенф, изгнали Елену из Спарты. Она вынуждена была искать убежище на острове Родос. Там царствовала до совершеннолетия своих двух сыновей Поликса, вдова Тлеполема, погибшего под стенами Трои. Считая Елену виновницей гибели своего мужа, Поликса задумала жестокую месть. Однажды, когда Елена купалась, Поликса подослала к ней убийц — женщин, наряженных фуриями. С громкими криками бросились они на красавицу и подруга Тесея, вдова Менелая, Париса и Деифоба почувствовала на своей шее веревочную петлю. Страшную казнь придумала та, которая не могла спокойно смотреть на женщину, не потерявшую своей красоты даже в несчастье.