I 410 f.Kr. ble Naxos angrepet og herjet av perserne, men i sjøslaget ved Salamis i september 480 f.Kr. og i slaget ved Plataiai i 479 f.Kr. bidro øya til den greske seier. Naxos ble medlem av det første athenske sjøforbundet i 478/477 f.Kr., men valgt som første allierte å gå ut av forbundet, noe som Athen mislikte sterkt og Naxos ble underlagt av athenerne i 466 f.Kr. og ble skattskyldig. I 376 f.Kr. ble Naxos igjen medlem av sjøforbundet, , tvunget med makt, men heller ikke denne gangen varte det lenge. I den hellenistiske tiden ble Naxos medlem av et forbund av egeiske øyer, innstiftet i tiden 313 f.Kr. av Antigonos I Monofthalmos, en av etterfølgerne til Aleksander den store, og lagt inn under beskyttelsen av helligdommen for Apollon på Dilos. I 41 f.Kr. ble øya lagt inn under den romerske provinsen av egeiske øyer, , med sete på Rhodos.