그러나 그 후 전면적으로 점령지가 반환되지 않았고, 평화조약 이후에도 여전히 긴장이 계속되고 있었다. 그리고 기원전 415년에서 기원전 413년에 걸쳐, 아테네가 시칠리아에 전례없는 대규모 원정군을 보내 시라쿠사를 공격하면서 전쟁이 재개되었다. 그러나 이 대규모 원정은 아테네의 엄청난 대패로 끝났고, 이 전투에서 니키아스도 잃어 버렸다. 원정 실패는 전쟁 전체에서 아테네의 패배를 결정짓게 하였다. 또한 이 원정 이후 델로스 동맹에서 이탈하는 도시들이 잇따라 등장하게 되면서, 동맹은 사실상 붕괴되었다. 그리고 기원전 405년, 〈아이고스포타모이 해전〉에서 아테네 함대가 전멸하고 다음 해 기원전 404년 아테네의 항복으로 전쟁은 끝이 났다.