Ο βασιλιάς της Λυδίας Κροίσος κατέκτησε την Καρία και την ενσωμάτωσε στο βασίλειο του λίγο πριν κατακτηθεί από την Περσική αυτοκρατορία των Αχαιμενιδών. Η Καρία ενσωματώθηκε στην Αχαιμενιδική Αυτοκρατορία σαν Σατραπεία (545 π.χ.). Η σημαντικότερη πόλη στην Περσική κυριαρχία ήταν η Αλικαρνασσός στην οποία είχε την έδρα της η τοπική δυναστεία τυράννων από την οικογένεια των Λυγδαμιδών (520 - 450 π.χ.). Άλλες μεγάλες πόλεις στην Καρία ήταν η Λάτμος, η Αντιόχεια, η Μύνδος, η Ντενιζλί, η Αλεξάνδρεια στη Λάτμο και η Αλάβανδα. Η Καρία συμμετείχε στην Ιωνική Επανάσταση απέναντι στην Περσική κυριαρχία (499 - 493 π.χ.).