В Милете Аристагор собрал группу заговорщиков. Один из них, историк Гекатей, принимавший интересы Ионии близко к сердцу, выступал против восстания. Но он посоветовал заговорщикам в случае восстания постараться захватить господство на море. Его совет был весьма здравым. На ионийские материковые государства обрушилась бы вся мощь персидской армии, а пространства для маневра у них не было. Но в случае поддержки эгейских морских держав их соединенные силы превзошли бы персидский флот, главной составляющей которого являлась финикийская эскадра. Успешные действия на море могли бы отрезать войско персов в Европе и предотвратить персидское наступление на материковую Грецию. Возможно, в итоге Дарий даже пошел бы на уступки и признал свободу прибрежных ионийских полисов. Но для ведения столь масштабной морской войны требовались коалиция греческих государств и крупные финансовые ресурсы, а в данном случае греческого единства не предвиделось. Был отвергнут и совет Гекатея использовать на дело освобождения сокровища храма Аполлона в Дидиме.
Заговорщики начали с того, что захватили ионийцев – капитанов кораблей, вернувшихся с Наксоса, и изгнали из ионийских полисов проперсидски настроенных тиранов. Аристагор в Милете провозгласил равноправие (isonomia) в качестве основы государственного устройства; другие вожди последовали его примеру, благодаря чему обеспечили себе народную поддержку. Совместное восстание крошечных ионийских полисов против персидской мощи – замечательный пример героической любви к свободе, которая была одной из характерных примет полисов; ведь пассивность обеспечивала экономическое процветание, а война в таких условиях означала тяжелые людские и материальные потери, причем поражение, скорее всего, привело бы к массовой резне и порабощению.
Зимой 499/98 г. Аристагор отправился в Грецию. Сперва он попытался заручиться поддержкой Спарты – страны, которая требовала от Кира уважать свободу ионийских полисов и недавно получила от скифов предложение о союзе против Персии. Но ему не удалось убедить спартанского царя Клеомена оказать помощь. Согласно Геродоту, Аристагор сделал ошибку, сказав Клеомену, что персидская столица располагается в трех месяцах пути от побережья. В этой версии ясно видна логика спартанского отказа. Клеомен гораздо лучше Агесилая, жившего столетием позже, понимал, что Спарта – в первую очередь военная держава. Ее армия оказалась бы просто распылена на азиатских просторах.
Разочарованный Аристагор отправился на родину всех ионийских государств – в Афины, уже поссорившиеся с Персией после денонсации изъявления покорности, сделанного афинскими послами Дарию в 508/07 г., и отказавшиеся вернуть власть Гиппию около 505 г. Теперь же афинское народное собрание решило отправить в Ионию эскадру из 20 кораблей – значительную часть афинского флота, противостоявшего враждебной Эгине. Это отважное решение ввергло Афины в войну с Персией и обеспечило им популярность у ионийцев. Эретрия, имевшая перед Милетом долг благодарности, отправила на помощь пять трирем.
Освободив изгнанных пеонийцев и дав им вернуться на родину во Фракию, ионийцы больше ничего не предпринимали до прибытия кораблей из Греции. После этого они собрали армию, по морю перебросили ее в Эфес, поднялись по долине Кайстера и неожиданно напали на Сарды. Город, включая и знаменитый храм лидийской богини Кибелы, был сожжен дотла, но персидский гарнизон цитадели под командованием сатрапа Артаферна и горожане-лидийцы отразили нападение. Осенью 498 г. персы, собравшие войска со всей Малой Азии, нанесли под Эфесом тяжелое поражение ионийской армии, которая уже разошлась по зимним квартирам. Действия ионийцев в этой кампании оправданны не со стратегической, а с политической точки зрения, так как сожжение Сард, хотя и усилившее враждебность лидийцев, оказалось чрезвычайно успешным в других отношениях: восстание распространилось на греческие полисы Босфора и Геллеспонта, угрожавшие коммуникациям с персидской армией во Фракии и охранявшие жизненно важные для восставших пути перевозок черноморского зерна, на большинство карийцев, высоко ценившихся как пехотинцы, на дорийский полис Кавн на карийском побережье и на греческие государства на Кипре, осадившие Амат, крупнейший финикийский город на острове.