Rooman–Syyrian sodassa 192–188 eaa. Miletos oli Rooman puolella. Kaupungista tuli osa Rooman Asian (Vähän-Aasian) provinssia vuonna 133 eaa. Roomalaisella kaudella Miletos menestyi edelleen, vaikkakin jäi Efesoksen ja Pergamonin varjoon, sillä Efesos toimi Asian provinssin pääkaupunkina ja Pergamon keisarikultin keskuksena alueella. Miletos kasvoi kuitenkin huomattavasti, kun Pidasa yhdistettiin siihen "synoikismoksella" 100-luvulla eaa. ja Myus ensimmäisellä vuosisadalla eaa.