Em 87 a.C. foi enviado a Grécia com um grande exército e armada, e ocupou o Pireu após três dias de combates com Quinto Brútio Sura, legado do governador da Macedônia, Caio Sêncio Saturnino, e que no ano anterior derrotara a armada mitridática no comando de Metrófanes e capturado a ilha de Escíatos. Aqui, foi assediado por Sula no cerco de Atenas, obrigado a retirar-se para Beócia e derrotado por completo na batalha de Queroneia. Regressou no comando de outro exército pôntico, mas foi novamente derrotado na batalha de Orcômeno (85 a.C.), após dois dias de batalha. Quando a paz foi assinada, Arquelau, descobrindo que Mitrídates suspeitava de ele, desertou para o bando romano, por quem foi bem recebido, e serviu de assessor a Lúculo na terceira e última guerra mitridática.