כשכנותיה סבלה גם איוניה מפלישת הקימרים לאסיה הקטנה בתחילת המאה ה-7 לפנה"ס. המלך גיגס מלידיה (מלך עד 657 או 652 לפנה"ס), המזוהה לעיתים עם גוג המקראי, פלש לערי איוניה וכבש את שטחן של סמירנה ומילטוס. עם זאת רק בתקופת קרויסוס, מלך לידיה בין השנים 560 עד 545 לפנה"ס, השלימה האחרונה את השתלטותה על ערי איוניה. קרויסוס בנה את מקדש ארטמיס באפסוס שהיה לאחד משבעת פלאי תבל בעולם העתיק. עם תבוסת קרויסוס לכורש, נכבשה גם איוניה על ידי הפרסים והייתה לחלק מהממלכה האחמנית. ערי איוניה נהנו ממידה רבה של אוטונומיה תחת השלטון הפרסי, אך סבלו מזרועם הקשה של שליטים מקומיים שמונו לתפקידם על ידי הפרסים, מעול המיסים ומחובת השירות הצבאי שנכפה עליהן. בשנת 500 לפנה"ס לערך, מרדו ערי איוניה בפרסים בסיוען של אתונה ושל ארטריה, והמרד התפשט לאורך כל חופי הים האגאי. עם זאת המרד דוכא תוך מספר שנים והוכרע באופן סופי בקרב לאדה בשנת 494 לפנה"ס. מילטוס הושמה במצור וחרבה. הפרסים לא הענישו את הערים המורדות, אלא הרגיעו את התסיסה שגרמה למרד על ידי הדחת שליטיהן הטיראנים וכינון משטר דמוקרטי בחלק מהן.