Mais, comme les Troyens hésitaient, Pandaros tira une flèche contre Ménélas et le blessa légèrement,il fut guéri par Machaon. Alors, la mêlée devint générale. Ménélas fut vainqueur de nombreux Troyens. Un soir, Hector défia au combat n'importe lequel des Grecs. Ménélas s'avança, et allait accepter, quand il fut retenu par Agamemnon et les autres chefs.
Il déploya le plus grand courage et avec l'aide d'Antiloque, repoussa le valeureux Énée. D'abord seul, puis aidé d'Ajax, fils de Télamon,il défendit le corps de Patrocle contre les assauts de l'ennemi, parvint à l'enlever du champ de bataille, et envoya Antiloque porter à Achille la nouvelle de la mort de son ami.
Aux jeux funèbres donnés en l'honneur de Patrocle, il prit part aux courses de chars, et se contenta du troisième prix.
Il fut l'un de ceux qui s'enfermèrent dans le cheval de bois. Conduit par Hélène, il pénétra avec Ulysse dans la chambre de Déiphobe, qu'elle avait épousé après la mort de Pâris, et massacra ce malheureux prince. Pardonnant ensuite à son épouse, Nestor, lui et Diomède mirent à la voile les premiers, et firent route de concert jusqu'à Lesbos.
Après le sac de Troie, Ménélas se disputa avec son frère car il enjoignait les Achéens de rentrer de suite chez eux, tandis qu'Agamemnon souhaitait d'abord sacrifier aux dieux. Ménélas fut l'un des premiers à repartir chez lui, accompagné de Nestor et Hélène. Il s'arrêta au cap Sounion, pour enterrer son pilote, puis Zeus provoqua une tempête qui envoya certains vaisseaux en Crête, et celui de Ménélas sur les côtes d'Égypte. Son voyage de retour dura 8 ans dans les pays de Méditerranée orientale (Chypre, Libye, Phénicie) et surtout en Égypte.
Sa dernière étape fut l'île de Pharos où il resta bloqué 20 jours par les dieux. La déesse Idothée vint alors lui conseiller de capturer son père Protée pour l'interroger. Ménélas et ses compagnons s'emparèrent par ruse du dieu qui commença par se changer en multiples animaux avant de répondre à Ménélas que, s'il voulait rentrer chez lui, il lui fallait sacrifier à Zeus comme il aurait dû le faire avant son départ de Troie. Protée lui apprit également la mort de son frère Agamemnon tué par Egisthe et Clytemnestre, auquel il érigea un cénotaphe avant de prendre la mer. Il rejoignit ensuite sans encombre les côes de Grèce.