Ekspedisi itu dilaksanakan pada musim semi tahun 499 SM dan berakhir dengan kegagalan. Pasukan Persia mengepung Naxos selama empat bulan, tetapi lama-kelamaan mereka kehabisan uang sehingga pada akhirnya mereka harus berlayar pulang dan meninggalkan Naxos. Aristagoras mendapati dirinya berada dalam keadaan yang sulit. Dia cemas dirinya akan dipecat dari jabatannya oleh Artaphernes. Dalam upaya putus asa untuk menyelamatkan dirinya sendiri, Aristagoras memilih untuk menghasut rakyatnya, yakni penduduk Miletos, untuk memberontak melawan kekuasaan Persia, yang dengan demikian mengawali dimulainya Pemberontakan Ionia. Meskipun Herodotos menyebutkan bahwa pemberontakan itu sebagai akibat dari motif pribadi Aristagoras, tetapi jelas bahwa rakyat Ionia sendiri memang sudah ingin memberontak, terutama karena mereka merasa kesal dengan para tiran yang ditunjuk oleh Persia untuk memimpin mereka. Dengan demikian tindakan Aritagoras bisa dibilang menjadi pemicu bagi keinginan orang Ionia yang sudah bertumpuk. Pemberontakan itu menyebar ke seluruh Ionia, bahkan hingga ke Aiolis dan Doris. Di berbagai kota Yunani di sana, rakyat menggulingkan kekuasaan para tiran dengan menggantinya dengan pemerintahan demokrasi.