“我們米利都是多利安人入侵希臘時，從阿提卡逃亡出去的雅典人建立的。血濃於水，拯救我們就是拯救你們自己。”
雅典人的同情心弦被撥動了，一致投票支持出兵。大會任命米蘭提奧為司令，率二十條三列槳艦趕赴小亞西亞。
這三列槳艦是古希臘人的軍艦艦型，用從兩麵船體伸入水中的三層排槳驅動。船上通常有槳手約一百七十人，二十多名指揮員和戰鬥員。船頭尖銳，沒在水裏，裹著青銅，可用以撞擊敵艦。
阿利斯塔哥拉又到優卑亞島上的城邦埃列特裏亞求援，埃國在島內各邦爭霸戰爭中曾得到過米利都的援助，因此決定派出五艘兵艦增援。
公元前499年夏，雅典和埃列特裏亞艦隊抵達小亞西亞，與起義者會合。聯軍議決向波斯在小亞西亞行省的總督府所在地撒爾迪斯城進發。當地波斯駐軍兵力有限，撤退到衛城堅守待援。希臘人輕率行事，放火焚燒城市，結果把城裏的主要居民呂底亞人推到了波斯軍一邊。他們兩股力量合在一起，氣勢大增，迫使希臘聯軍向位於海邊的希臘人城市以弗所倉惶撤退。聯軍在臨近以弗所城牆時被波斯援兵追上，雙方絞在一處廝殺，希臘人大敗，曾獲希臘奧林匹克比賽冠軍的埃列特裏亞援軍總指揮也死於波斯人的刀下。餘下的希臘起義者各奔各邦，狼狽逃竄了。
雅典軍見勢不妙，立即退步抽身，登船回國，丟下起義者孤軍奮戰。
在沒得到希臘本土各邦一兵一卒支持的情況下，起義者頑強地堅持了幾年，最後還是失敗了。
首義的米利都人進行了英勇的城市保衛戰，波斯人將城市圍得水泄不通。阿利斯塔哥拉已經病逝，米利都人在重新選出的領袖帶領下幾次打退敵人的進攻。波斯軍改變戰略，轉而在城牆下挖掘地道。米利都人兵來將擋，水來土掩，燒起一鍋鍋開水向地道內潑灌。奇跡般地守了五年多。
波斯人惱羞成怒，攻勢越來越猛，終於一舉攻破米利都。米利都人到了最後關頭，早把生死置於度外，同敵人展開了殊死巷戰，男子大多戰死，餘下的婦女兒童全都變為奴隸，被押往波斯內地。波斯人將米利都城劫掠一空，焚毀了神廟。一座小亞西亞最繁華的城市變成了廢墟。
消息傳到雅典，人人震悼，大家以各種方式寄托自己的哀思。悲劇作家普律尼科專門寫了一個劇本《米利都的陷落》。悲劇上演時，上萬名觀眾為自己同胞的遭遇泣不成聲。五百人議事會因劇情過於哀傷，令國民難以忘懷這場慘禍，因而對普律尼科課以罰金，禁止今後再演此劇。
將近半個世紀之久的希波戰爭從此拉開了序幕。