Aufgrund dieses Fehlschlags befürchtete Aristagoras eine Bestrafung von Seiten des Großkönigs. Um dieser zuvorzukommen und angeblich aufgereizt durch eine Botschaft seines Schwiegervaters Histiaios, der damals von Dareios in Susa festgehalten wurde, fiel Aristagoras 499 v. Chr. von Persien ab und organisierte den Ionischen Aufstand. Die Ionier eroberten 498 v. Chr. Sardis, doch Artaphernes konnte sich mit starken Truppen in der Stadtburg verschanzen und diese erfolgreich gegen die Empörer verteidigen. Sardis selbst wurde von den Insurgenten verbrannt, die indessen aus Furcht vor dem Anmarsch persischer Truppen bald wieder abzogen. Bei ihrer Gegenoffensive siegten die Perser bei Ephesos über die zurückweichenden Ionier. 497 v. Chr. wurden Artaphernes und Otanes beauftragt, den Aufstand in Ionien und Äolien niederzuwerfen. Den beiden Feldherren gelang die Einnahme von Klazomenai und Kyme. Dadurch sah sich Aristagoras zur Flucht aus Milet nach Thrakien genötigt.