L'île, plus particulièrement Méthymne et Mytilène, est membre de la Ligue de Délos (-477/-404). Selon Thucydide Lesbos (sauf Méthymne) abandonne le camp des Athéniens pendant la guerre du Péloponnèse, ce qui lui vaut, en -428, d'être châtiée fermement par les Athéniens.