Обескураженный своими неудачами, он стал видеть единственное спасение в восстании против персов, к чему его также тайно подбивал из Суз Гистий. Чтобы расположить к себе милетян, Аристагор сложил с себя единовластие и отдал управление в руки народа, причем все перешли на его сторону. Только один историк Гекатей предостерегал народ от восстания в виду безнадежности этой борьбы, но, видя, что его голос остается единственным, он стал категорически советовать милетянам приложить все свои старания для усиления флота, чтобы сделаться хозяевами на море, и напоминал, что Милет, обладая морским могуществом, успешно отстаивал свою независимость в течение ста двадцати лет. Но и на этот его совет не обратили внимания.
Между тем Аристагор, воспользовавшись состоявшим из греческих кораблей флотом, вернувшимся с Наксоса, стал изгонять из ионийских и других городов Малой Азии тиранов, посаженных персами, после чего все города, за исключением Эфеса, заключившего особый договор с персами, присоединились к восстанию. Далее Аристагор стал тщетно просить помощи у Спарты. Ему помогли Афины, метрополия Милета, которые, несмотря на свою вражду с Эгиной и угрозы Артаферна вернуть изгнанного из Афин Гиппия, прислали двадцать кораблей. Кроме того, Эретрия (город на острове Эвбея), обязанная Милету, предоставила ему пять трирем.
Наступательная война на суше началась без всякого обдуманного плана. Соединенные силы ионян, вышедшие из Эфеса, продвинулись к Сардам, отстоявшим на расстоянии трех дневных переходов, взяли незащищенный город и обратили в пепел все, не исключая и храмы. Встретив сопротивление в замке Артаферна, и не будучи в силах им овладеть, они начали отступление, когда услышали о приближении персидских войск. Отступление велось настолько неорганизованно, что персы настигли их у Эфеса и разбили наголову. Это было концом союзного ионийского войска; отдельные его части вернулись в свои города; их примеру, несмотря на все просьбы, последовали и афиняне. Ионийский флот направился к Босфору, взяв у персов Византий, привлек к участию в восстании другие греческие государства и вновь открыл беспрепятственный морской путь в Черное море, обеспечил этим подвоз хлеба в многолюдные греческие города. Вернувшись вслед за тем обратно, он побудил примкнуть к восстанию карийцев. Жители Кипра сами подняли восстание, услышав о сожжении Сард. Персы напали на киприотов; на помощь последним подоспел весь ионийский флот, разбивший финикийский, причем особенно отличились самосцы. Но на суше киприоты не могли победить вследствие разлада и были вновь подчинены персами.
Персидское войско, победившее греков у Эфеса, разделилось на три части и покорило греческие города Пропонтиды, Геллеспонта и Эолии. Одна из этих армий успешно боролась с карийцами и милетянами, но попала в засаду и была перебита. Артаферн, завоевав ионийский город Клазомены, двинулся к главному очагу восстания – Милету, во главе соединенного флота из шестисот кораблей, состоявшего из флотов покоренных морских государств: Финикии, Египта, Киликии и Кипра. При ихп приближении Аристагор, оставив на произвол судьбы город, бежал во Фракию, где был вскоре убит.
После этого главы ионийских городов созвали в Панионионе, общей святыне, в предгорьях Микале, военный совет, на котором было постановлено продолжать войну при помощи флота, для чего решили стянуть к Милету все корабли до последнего.
Последовавшая вслед за этим в 497 г. до н. э. морская битва у маленького островка Ладе перед Милетом была первым морским сражением, более или менее подробное описание которого, принадлежащее Геродоту, дошло до нас. По этому описанию можно заключить, что военно-морское дело греков находилось тогда в первобытном состоянии. Остров Хиос выставил наибольшее количество судов – 100 кораблей, по 40 лучших воинов на каждом; Милет, богатый и населенный город, опоздал со снаряжением и выставил только 80; Лесбос – 70; Самос – 60 и т. д. Фокея, лишь понемногу оправившаяся от выселения и разрушения, происшедшего за 50 лет до этого, не смогла выставить более 3 кораблей, во главе которых, однако, был поставлен лучший и способнейший из военачальников – Дионисий. В общей сложности было выставлено 353 триремы, но флотом их назвать было нельзя; это были скорее девять эскадр, очень различавшиеся по силе, без единого главного начальника, без тактического подразделения и подготовки, а главное без привычки действовать совместно и подчиняться одному командиру.
Каждой эскадре было отведено место в боевой линии, причем самосцы получили место на западном крыле, находившемся в открытом море; рядом с ними были расположены лесбосцы. С самого начала обнаружилось, что у командующего нет тактических познаний, а команды еще не выучились грести. По совету Дионисия и с согласия всех прочих командиров были начаты тактические упражнения. Он усердно начал обучать флот эволюциям, упражнял его в прорыве сквозь линию неприятельских судов и т. д. Для сокращения времени корабли не вытаскивались, как это практиковалось обычно, на берег, а оставлялись ночью на якорях. Если бы мыслями Дионисия прониклись все без исключения, то могла бы появиться основательная надежда на успех даже при встрече с превосходящими силами; но, к сожалению, сознание необходимости этих упражнений скоро перестало разделяться всеми, и ионяне, благодаря разгульной неправильной жизни, стали очень инертными. Несмотря на то, что от подготовки зависел вопрос их жизни, они очень скоро стали тяготиться делом и роптать на лишения и требуемое от них напряжение сил. По истечении недели они не пожелали подчиняться требовательному начальнику, происходившему из незначительной Фокеи, съехали на берег и разбили там палатки. В этих условиях попытки персов посеять при помощи находившихся в Персии изгнанных из ионийских городов тиранов рознь и вражду между греками упали на благоприятную почву.
При приближении персидского флота ионийский вышел к нему навстречу в открытое море, придерживаясь маленького островка Ладе. Общий план нападения на фланги и центр неприятельских сил был заранее распределен между отдельными отрядами, но раньше, чем дело дошло до столкновения, большая часть самосских кораблей поставила паруса и пошла к себе домой на Самос, находящийся невдалеке. Лесбосский и еще некоторые флоты, находившиеся вблизи самосцев, последовали их примеру. Тем не менее, оставшиеся 200 кораблей, в особенности же хиосские, сражались очень храбро. Во время боя несколько раз прорывалась линия неприятельских судов, и большое количество их было захвачено греками. Несмотря на этот кажущийся успех, они не могли долго сопротивляться превосходящим силам неприятеля и, потеряв к концу сражения более половины своих кораблей, обратилась в бегство. Много тяжело поврежденных трирем было посажено на мель у берега Микале. Команды, сошедшие на берег направившиеся на родину, были приняты жителями Эфеса за персов и перебиты.
С наибольшим успехом сражался Дионисий из Фокеи, который, не потеряв ни одного из своих всего лишь трех кораблей, захватил три неприятельских. Увидя, что более не в силах держаться, он направился не на родину, которой все равное не мог оказать помощи, а с удивительной отчаянностью бросился к берегам своих главных врагов-финикийцев, лишенных теперь защиты флота, потопил и захватил там много торговых судов и забрал богатую добычу. Затем он отправился в Сицилию, обосновался там и занялся морским разбоем, нападая только на карфагенские и этрусские корабли, принадлежавшие врагам греков, но не трогая греческих. Несмотря на то, что он не был в силах спасти своей родины, он, тем не менее, стремился нанести вред ее врагам. Лучшая часть самосцев, не желая оставаться под персидским владычеством, также переселилась в Занкле (Мессина).