In seguito, dopo aver saputo che Conone era stato bloccato a Mitilene da Callicratida, Diomedonte tentò di soccorrerlo, perdendo però 10 delle sue 12 navi nell'inutile scontro che ne seguì; in seguito, però, si riscattò vincendo alle Arginuse con altri sette dei nove colleghi. Durante la battaglia Diomedonte era schierato presso l'ala sinistra al comando di un contingente di 15 navi.