起義的誘因
希臘人在愛琴海東部的主要殖民區域分布分布在愛琴海東岸的各希臘城邦，基本上都是來自希臘本土的移民和小亞細亞土著融合後成立的。他們從北到南，大致形成了艾奧利斯13城邦，愛奧尼亞12城邦和多利亞6城邦。
從公元前7-6世紀開始，小亞細亞內陸的強權呂底亞王國與愛奧尼亞人遭遇並發生了衝突。在輪番征戰中，沿海地區的希臘人被迫臣服。但是呂底亞在文化民俗上與希臘十分類似，君主對於希臘人和希臘文化頗有好感，所以希臘人對於呂底亞印象總體不錯。
呂底亞王國的親希臘政策讓他們彼此間較為平和但是新崛起的波斯卻收緊了對沿海希臘城邦的控制。從帝國奠基人居魯士到他的繼承人岡比西斯，都在不斷蠶食愛奧尼亞城邦。大部分城邦則被波斯行省化，波斯文獻稱之為“希臘海邊，海島上與海對岸行省”，每年承擔400塔蘭特的賦稅。對比下後來鼎盛時代，加盟國更多的提洛同盟，一年的貢金最多只有460塔蘭特，而且很少超過400塔蘭特。所以對於農業條件普遍欠佳，主要依賴工商收入的希臘城邦而言，這完全是從天而降的重壓。
波斯人的宏偉神廟與宮殿都需要巨額資金支持內部制度上，愛奧尼亞人推行的是僭主制度。這些人的往往是貴族或者王族，在呂底亞和波斯的軍事壓力下建立起有利於戰爭的威權體制，對內拉攏民眾制衡貴族反對派。雖然僭主們為了對抗貴族而賜予公民一些權利 和好處，但是在愛奧尼亞起義前，這些僭主已經徹底成了波斯代言人。往往為了自己和波斯的利益挑起戰爭，引起本邦人的不滿。希臘本土各地都出現了草根民眾爭取政權，對抗貴族的運動，這一風潮也開始波及小亞細亞，推動了民眾對於僭主的反感。
經濟上，小亞細亞的愛奧尼亞地區經過了幾個世紀的開發後，人地關係趨於飽和。再加上連年與呂底亞的戰爭極大破壞了農業生產，戰敗後失去土地也進一步加劇了人地矛盾和社會動盪。所以愛奧尼亞開始對赫勒斯龐特海峽與黑海沿岸殖民，獲得糧食，木材和其他必要的生產物資，並通過對外貿易開闢新財源。但波斯人一方面徵收賦稅，增加了希臘城邦的經濟壓力，一方面征服赫勒斯滂海峽和黑海南岸地區。
波斯人的很多做法在根本上觸及了希臘人的利益希臘人的最大競爭對手——腓尼基人早在岡比西斯進攻埃及時就已經臣服於波斯。所以愛奧尼亞人對黑海的貿易中間商地位被打破，而主動屈服於波斯的腓尼基人在貿易上又享受到了波斯的偏袒，這無疑進一步損害到了希臘人的利益。所以這一地區本身就醞釀著反抗的氣息。
策略制定
由於深知自己勢單力薄希臘城市儘可能的聯合起來愛奧尼亞起義，其實是愛琴文明後裔們進行的一次聯合作戰。愛奧尼亞希臘人聚集在聯盟會議中心——泛伊奧尼昂進行會議，制定起義策略。由於深感力量對比懸殊，城邦代表們使勁解數，儘可能增強自己的力量。
首先為了儘可能多的發動民眾，起義頭目阿里斯塔哥拉斯主動放棄了米利都僭主的身份，在城邦建立民主制度。他還扣押了其他城邦的親波斯統治者，通過在各邦廢除僭主，推行民主制度的方式調動希臘人的積極性。
在意識到各城邦的實力不足之後，聯盟的參謀，也是米利都的歷史學的赫卡泰歐斯站了出來。他建議聯軍揚長避短，以海軍克敵制勝。如果作戰不利，全民族可以撤到愛琴海島乃至色雷斯地區，延續血脈。但在公元前6世紀，動員起300艘戰艦，在4-10月的航海季節中連續服役需要消耗約1700塔蘭特的財富。所以他建議聯軍搶劫呂底亞國王奉獻給神廟的巨額財寶。
正在打海戰的古希臘戰士考慮到兵力和財力都不足，為了補充聯軍的實力，起義領袖阿里斯塔哥拉斯展開了廣泛的外交攻勢。他一邊聯絡小亞細亞的愛琴文明後裔，包括了賽普勒斯人和卡里亞等民族。至於他本人，則親自前往希臘本土，遊說最強大的希臘城邦雅典和斯巴達拉贊助。但是他在斯巴達和雅典遇到了完全不同的待遇，兩大城邦的反應，與他們後來在希波戰爭中的表現一脈相承。
本土反應
被寄予厚望的斯巴達人實際上是非常怯於外戰的在斯巴達，阿里斯塔哥拉斯向斯巴達國王展示了米利都科學發展的最新成果——青銅版世界地圖，並為斯巴達人展示了東地中海的民族分布和物產情況，但是最終被國王克里尼米奧斯回絕。這一回應非常斯巴達。他們總體上缺乏對外聯繫與擴張的動力。
從社會環境來看，斯巴達沒有進行大規模海外殖民。他們的殖民地，就是奴役伯羅奔尼撒半島南部的美塞尼亞。雖然這片土地背朝大海而且比較肥沃，但隨時可能發生的奴隸起義如同定時炸彈，捆住了斯巴達對外征戰的手腳。而且著名的來庫古改革後，工商業發展進一步停滯，主流公民不從事工商業，無疑使立足農業的斯巴達進一步隔絕於其他地區。所以斯巴達基本沒有海外利益，也沒有從海外獲得物產的經濟動力。
斯巴達的雙王制度其實限制了對外作戰與遠征的連貫性獨具特色的雙王制度的問題在於兩位國王有時會持有不同的內外策略，從而干預內政外交的開展。而且保有王政的斯巴達，對於貴族權利過大的貴族制城邦，和野心家通過軍事政變建立的僭主制城邦非常仇視。
急於擴張的雅典是愛奧尼亞人的最大外援所以在愛奧尼亞大起義之前，斯巴達雖然自視為希臘世界的保護者和仲裁者，但實際上對外政策比較保守。對於遠在天邊的波斯侵略，斯巴達人覺得不是生死攸關的重大問題，為斯巴達提供艦隊的是同盟城市科林斯和墨伽拉，他們也對遠方同胞的死活漠不關心。所以愛奧尼亞在斯巴達的遊說無功而返。
但是在雅典，愛奧尼亞人得到了他們想要的援軍。正在崛起的雅典，開始與擁有強大海軍的埃吉納城邦爭奪地區性海上霸權。雖然工商業發展迅猛，但是雅典錯過了之前的殖民擴張，在海外的領土和影響力很小。本土所在阿提卡半島並不肥沃，所以雅典急需尋找海外據點與糧食進口地。希波戰爭前，雅典僅有的殖民地就是通往愛琴海北部的利姆諾斯島和色雷斯的車爾松，位於糧食貿易線上。而愛奧尼亞的動亂，就為雅典在愛琴海北部乃至小亞細亞獲得友邦和據點，穩固交通貿易線路提供了良機。於是雅典人欣然出兵，派出了20艘戰船，為海外的進一步擴張開道。
古希臘重步兵所以，在一番緊鑼密鼓的準備之後，愛奧尼亞城邦組織了一支在文化與語言上有千絲萬縷的聯繫，但作戰風格跨越數百年的聯合大軍。在軍事上，米利都是陸軍是實力最強的城邦，卡里亞人也有不錯的重步兵。海軍實力最強的依次是薩摩斯島、萊斯沃斯島、希俄斯島。
不過，各國軍隊都缺乏統一訓練和配合。雖然有著緊密聯繫的語言和文化，但各國族軍事風格跨度很大，從愛琴文明末期到城邦時代的希臘戰士應有盡有。一旦離開舒適環境，發揮就會受影響。
薩迪斯之圍
遠方地勢險要的薩迪斯衛城愛奧尼亞軍隊首先集中兵力，直撲波斯帝國在小亞細亞統治的中心，波斯駐呂底亞總督阿塔弗列涅的駐地薩迪斯。他們的保密工作做得很好，為了防止軍情泄露，他們甚至沒有向神諭所請示預言，防止祭司被波斯人收買。所以行動十分順利，避免陷入耗時費力的漫長圍城戰，以迅雷不及掩耳之勢攻占了薩迪斯城區。
從震驚中反映過來的阿塔弗列涅率領波斯軍撤入薩迪斯的衛城。為了把衛城裡的守軍逼出來，希臘軍放火燒城。結果把波斯守軍趕出了被烈火包圍的衛城，在城外的一條河邊集結起來，作困獸之鬥。希臘人抵擋不住，只能趁夜色降臨之機開始撤退。
在衝突的早期波斯人的重步兵是不輸於希臘人的但在撤退途中，愛奧尼亞軍隊被從哈率斯河和弗里吉亞趕來的波斯援軍追上，雙方在以弗所城外列陣而戰。在雙方重步兵相持不下之下之際，波斯騎兵迂迴到希臘軍後方攻擊。結果愛奧尼亞軍隊被擊敗，埃雷特里亞主將被殺，陸軍主力米利都和雅典也傷亡慘重。
在希波戰爭前的近百年內 希臘步兵常常敗於波斯之手戰敗的起義者分頭逃回了自己的城邦，雅典人也上船回去了。其實雅典的撤離一是發現波斯人沒有之前承諾的那么好對付，交戰雙方實力過於懸殊。而雅典也有臨近憂患埃吉那島。一旦繼續作戰，自己的海軍在外會損失殆盡，那么敵人就會趁虛而入。
爭奪賽普勒斯
古典時代的賽普勒斯島雖然失去了希臘本土的外援，但愛奧尼亞人沒有放棄。他們很快組織了第二階段行動。聯軍艦隊向北攻下了赫勒斯滂海峽附近被波斯人占領的城邦，打通前往黑海的航線。黑海對於希臘殖民者意味著財富與希望。烏克蘭地區出產的糧食，黑海東岸和南岸出產的貴重金屬，黑海以北森林出產的木材。還有色雷斯，斯基泰僱傭軍都是寶貴的戰略資源。黑海地區的物產能支持他們與外敵進行長期周旋。
使用希臘裝備和愛琴風格裝備的密西亞人步兵
腓尼基人的雙層戰艦隨後他們藉助早已鋪墊好的關係，向南發動起卡里亞、密西亞、賽普勒斯等愛琴文明後裔加入起義隊伍。愛奧尼亞起義者的計畫是控制盛產銅礦的賽普勒斯，並可以牽制親波斯的腓尼基艦隊北上。如果卡里亞和賽普勒斯人能牽制住腓尼基人，那么未來甚至可以繼續向南活動，策動物產豐富，但是起義不斷的埃及加入行動。
賽普勒斯的希臘人是邁錫尼文明的倖存者，他們使用古老的線形文字，說阿卡迪亞-賽普勒斯希臘方言。到公元前6世紀末，賽普勒斯島上的十個城邦中，除了阿瑪蘇斯之外，其他城邦都是邁錫尼後裔。果然，賽普勒斯希臘人紛紛起兵，在親希臘的薩拉米斯王國歐涅西洛斯的帶領下，群起圍攻賽普勒斯島上惟一的腓尼基城邦阿瑪蘇斯，發泄對波斯的不滿,臨近的一些民族也開始蠢蠢欲動起來。
愛奧尼亞人的海軍艦隊為了防止更多民族捲入起義，於是波斯決定以賽普勒斯為起點，系統性地組織反擊。公元前496年，波斯陸軍在賽普勒斯島北端登入，腓尼基艦隊也靠近了賽普勒斯。愛奧尼亞海軍主力聞訊後，在3天內從基地出發，火速航行400英里增援賽普勒斯人。雙方在賽普勒斯的薩拉米斯城邦附近，展開了激烈的薩拉米斯之戰。
戰役分海陸戰場展開。在一番血戰之後，已經逐步裝備大量划槳戰船的希臘海軍成功擊敗了腓尼基的圓底戰艦，取得了第一次海戰勝利。但是陸戰卻很不樂觀。在軍事戰法上，賽普勒斯的希臘人保留了祖先傳統，崇尚英雄間的單挑決鬥與個人武藝，認為只要斬殺了敵將就贏得了戰鬥。
在激戰中，歐涅西洛斯帶領親兵和精銳武士突入波斯人的陣型，在混戰中憑藉高超的武藝，像史詩英雄一樣一對一決鬥，將波斯主將阿爾提比奧斯斬於馬下。但是久經沙場的波斯人並沒有因為喪失主帥而立即全盤崩潰。相反是一番激戰後，因為傷亡過於慘重，賽普勒斯人自己的陣腳鬆動。甚至有城邦的貴族當場駕著戰車前往波斯軍投降，或者駕著戰車撤退。
賽普勒斯武士乘坐戰車迎擊波斯陸軍結果深陷敵陣的歐涅西洛斯反而被當場斬殺，首級被阿瑪蘇斯人掛在城門上示眾。在陸戰失敗後，賽普勒斯的希臘城邦陸續淪陷。最頑強的索羅斯城邦在抵抗5個月後，被波斯人用地道戰攻陷。至此，愛奧尼亞聯軍雖然奪回了對赫勒斯滂、拜占庭的控制權，獲得了物產來源，但把起義向南推進到埃及已不可能。雙方就此進入相持階段。
卡里亞戰役
內陸山區的卡里亞步兵 依舊有著愛琴文明時代的遺風密西亞人和卡里亞人是克里特文明的殖民者登入小亞細亞後，與當地土著結合的後代。他們的建築遺址與文物有著濃郁的克里特和邁錫尼風格。在公元前8世紀，這些人一度以航海技術讓人忌憚，後來他們又加入希臘僱傭軍團，為埃及呂底亞等勢力服務，能提供與希臘風格類似的重步兵，被希臘人稱為“戰鵝”。
在波斯人馬不停蹄地向卡里亞進軍時，卡里亞城邦將軍隊集結在馬爾西亞河岸，開會討論如何迎敵。其中有人建議“背水一戰”，在波斯人人數上占優勢的情況下。結果這一意見沒有被採納。由於對自己實力不足，卡里亞人讓波斯人渡河之後背水列陣，想讓自己處於進可攻退可守的地位。結果由於戰鬥意志不堅定，而且沒有趁波斯人過河時襲擊對手，結果波斯軍首戰告捷，卡里亞人戰死的有1萬之多，波斯軍也有2千人陣亡。
正在同波斯騎兵交戰的希臘步兵正當戰敗的卡里亞人逃到拉布勞昂達的森林裡商量接下來該怎么辦時，愛奧尼亞軍隊陸軍的主力米利都人趕來增援了。於是米利都人和卡里亞人一起迎戰。結果由於卡里亞人和希臘方陣的作戰風格略有差異，兩軍缺乏統一訓練與配合，結果聯軍再次戰敗，米利都軍遭到重創，退回本邦。
但是卡里亞人沒有氣餒，他們仍然集結起剩餘的部隊，在波斯軍向配達索斯城進攻的路上設下了埋伏。結果是道利塞斯率領的波斯軍因為輕敵大意，在夜裡被卡里亞伏兵在半道上全部消滅。道利塞斯本人也在混戰中，被善於用長矛和反曲刀克制騎兵的卡里亞人陣斬。至此，聯軍才以十分慘重的代價，取得了起義以來惟一的陸戰勝利。
在卡里亞之戰後，波斯人也從此吸取了教訓，明白對方並非不堪一擊。於是他們不再貿然進攻，避免和對方開展正面廝殺。開始採取蠶食和各個擊破的“侵蝕”戰術。
接替道利塞斯擔任波斯平叛軍主將的是敘瑪伊斯。他先是征服了普羅滂提海附近的基俄斯，又占領了特洛伊地區，不過也很快病死。接替道利塞斯的是大流士的女婿歐塔涅斯。他沒有直接進攻起義者的大本營，即愛奧尼亞的核心地帶。而是在公元前495年攻下了愛奧尼亞北邊的埃奧利斯地區的兩座農業發達的大城邦：庫麥和克拉佐門尼，孤立愛奧尼亞城邦。對於起義者來說，失掉這兩座城市最大的影響是經濟上的。
連番失敗使起義指揮者聲望大跌，於是阿里斯塔戈拉將米利都的領導權委託給別人。一是為了躲避失敗的命運，二是為了開闢經濟來源。他渡海去進攻色雷斯的米爾西諾斯，獲得當地寶貴的銀礦資源，結果在一年的圍攻戰之後死於色雷斯人的偷襲。
阿里斯塔哥拉斯死於色雷斯輕步兵的伏擊慘澹結局
愛奧尼亞起義各部隊的路線圖在阿里斯塔戈拉在色雷斯戰死後。一直被大流士軟禁在波斯的原米利都僭主希斯提亞歐設計騙過大流士，回到了愛奧尼亞去繼續領導起義。
但與此同時，波斯人集結起一支強大的海軍，直指愛奧尼亞最大的城邦米利都。對於愛奧尼亞希臘的最強城邦，波斯人發現了米利都極度依賴海外運輸糧食的特點。連年征戰對於田園破壞嚴重，而且公民和奴隸大量加入軍隊，耽誤了農業生產，所以這時的米利都糧食已經難以自給自足。徹底消滅愛奧尼亞的海軍，才是切斷他們與海外的聯繫才是制勝的關鍵。
在拉德島集結的希臘艦隊與之針鋒相對的是，愛奧尼亞人在米利都附近的拉德島集結了自己的艦隊，捍衛海上生命線。聯軍在匯集之初士氣高昂，進行了聯合操練。但由於夏季氣溫十分炎熱，拉德島上缺乏足夠的活動空間與糧食供養大量聚集的海軍。所以大軍營地一片混亂，作戰訓練也沒能有序進行。再加上盛夏季節氣溫炎熱，人馬集結在較小的海島上導致瘟疫爆發，很多戰士病倒在營地里無法行動。與此同時，波斯人軟硬兼施，找來被希臘城邦廢除的僭主們寫信，瓦解希臘軍隊的士氣。
衝出城牆與波斯人戰鬥的希臘士兵公元前494的10月20日，在用充分的時間消耗希臘艦隊的士氣和鬥志後，希臘人的353艘三列槳艦和波斯的600條船正式開戰。雖然聯軍和波斯艦隊一開始表現得不相上下，但是被廢黜僭主收買的薩摩斯將領帶頭脫逃。另一海軍強國萊斯沃斯島趁機撤退，結果剩下的希俄斯艦隊孤軍奮戰，最後慘遭殲滅。
既然海上力量在拉德灣海戰中已被掐斷，絞索已經套在了米利都的脖子上。公元前494 的11月，也是整個起義爆發之後的第6年，米利都城終於在波斯人的圍攻中陷落了。
今日的米利都遺址波斯人對於這個城市實行了特別嚴厲的懲罰措施。男人大部分戰死或者被殺死，所有的婦女和兒童都被作為奴隸，被波斯大王安置到波斯灣地區。曾經孕育了第一個哲學學派的城邦，從此喪失了重要性，變成了一個普通的二等城邦。後來的米利都人是波斯人和被波斯人重新遷入的希臘臣民。當時的雅典悲劇家福律尼科斯寫了一出叫《米利都的陷落》的悲劇，反映的就是這一事件。演出的效果是全場的觀眾都被感動得哭泣了起來。有感於同胞的災難，雅典人對福律尼科斯處以重罰，並禁止悲劇的演出。
隨著拉德灣海戰失敗和米利都的陷落，其他城邦的居民也被波斯侵略者逐步捕殺奴役。希斯提亞歐雖然從拜占庭趕來繼續領導起義，但已經無力回天了。他本人也在凱科斯平原的戰鬥中被俘後被殺。最後腓尼基人毫無懸念的奪去了赫勒斯滂海峽，控制了希臘世界的命脈，給愛琴海套上了枷鎖。
另一方面，波斯人繼續對新征服的地區的一貫政策。在屬國提供軍隊與稅收的前提下，儘量不變動政治制度。所以之前從呂底亞王國奪來對愛奧尼亞的控制權之後，自然支持這裡的僭主政體繼續存在下去。當起義最終被平定之後，實行專制的波斯人在這裡也順應潮流地推行起民主制度起來，進行“攻心為上勝攻城”的統治策略。對於不合作的希臘城邦，波斯大王繼續採用整體遷移，集體移民到亞洲的方式來懲戒他們。
在愛琴海北部的車爾松半島，聽聞波斯大軍即將靠近，當地的一位君主選擇立即開溜。他曾在波斯人對斯基泰的遠征中計畫借刀殺人，除掉波斯大王大流士。他在九死一生地擺脫了腓尼基海軍的追殺後，來到了雅典。他就是日後的雅典名將，馬拉松戰役的指揮官——米太亞得。
