Как военачальник Гистией оказался не на высоте, поскольку перед высадкой даже не озаботился произвести разведку местности, а действовал, что называется, наугад. Зато персидский военачальник Гарпаг внимательно отслеживал все передвижения противника. Эллины начали высаживаться на берег, и Гарпаг, дождавшись момента, когда половина гоплитов еще находилась на кораблях, а другая половина на суше, повел своих людей в атаку. Персидская конница налетела внезапно и опрокинула греков, не успевших построиться в боевой порядок. Но с кораблей подоспело подкрепление, и сражение вспыхнуло с новой силой. Бой продолжался долго, Гарпаг умело маневрировал конницей, и эллинам, так и не сумевшим построиться в фалангу, приходилось нелегко. В конце концов персы нанесли противнику поражение. Греки разбегались в разные стороны, кто-то хотел укрыться на берегу, кто-то старался добраться до кораблей. Большую часть гоплитов перебили, некоторых захватили в плен, и лишь немногие сумели спастись.
В числе пленников оказался и Гистией. Когда персы настигли его и хотели убить, он крикнул им на персидском языке, что зовут его Гистией и он тиран Милета. Трудно сказать, на что мятежник рассчитывал, для него было бы лучше погибнуть на поле боя. Не исключено, что с учетом своих прежних заслуг он рассчитывал на пощаду от Дария. На суд персидского царя Гистией так и не попал, пленника привезли в Сарды и там его судьбу решал Артафрен. Брат Дария искренне ненавидел Гистиея, считая именно его главным виновником восстания. И если раньше, кроме необоснованных подозрений, Артафрен ничего не мог предъявить милетянину, то теперь дела мятежника развеяли все сомнения сатрапа. Речи Гистиея на Хиосе о том, что именно он подбил Аристагора на восстание, были очень хорошо известны Артафрену. Круг замкнулся.
Гистиея вывели за крепостные стены Сард и у городских ворот прибили к деревянному кресту. Через несколько дней ему отрезали голову, забальзамировали и отослали к Дарию в Сузы. Однако реакция брата была иной, чем рассчитывал Артафрен, потому что царь велел обмыть голову и торжественно похоронить. Дарий был искренне огорчен гибелью Гистиея, поскольку помнил о том, как он спас на Истре персидскую армию. Царь считал, что в Сардах с ним обошлись несправедливо. Но с другой стороны, если бы в тот далекий день, когда скифы предложили Гистиею разрушить мост на Истре и тем самым погубить Дария, тиран Милета с ними согласился, его судьба сложилась бы иначе.
После гибели Гистиея персы начали захват греческих островов Эгейского моря. Царский флот перезимовал в Милете, а затем привел под власть Дария Хиос, Лесбос и Тенедос. Геродот рассказывает о том, как персы высаживались на острова и устраивали облавы на людей: «
Впрочем, легче малоазийским эллинам от этого не было. В завоеванных городах персы отбирали самых красивых мальчиков, делали их евнухами и продавали за большие деньги. Тысячи греческих красавиц исчезли в гаремах персидских вельмож или были проданы на рынках.
После покорения Хиоса и Лесбоса персы начали завоевание Херсонеса Фракийского. Тираном там был Мильтиад, тот самый, что во время похода Дария против скифов призывал эллинов разрушить мост на Истре. С тех пор прошло много лет, Дарий Мильтиаду никаких претензий не предъявлял, что опять-таки свидетельствует о том, что персидский царь не был кровожадным деспотом. Но теперь Херсонес Фракийский попал в сферу стратегических интересов Дария и должен был войти в состав державы Ахеменидов. Ничего личного. Узнав о том, что персидский флот стоит у Тенедоса, Мильтиад не стал искушать судьбу, а погрузил на пять кораблей свои богатства и со всей родней отплыл в Афины.
Там бывшему тирану тоже пришлось несладко. Его многочисленные недруги решили воспользоваться затруднительным положением, в котором оказался Мильтиад, и выдвинули против него обвинение в тирании на Херсонесе Фракийском. Беглец был арестован и предан суду. Казалось, что шансов выкарабкаться у Мильтиада нет, но неожиданно как для врагов, так и для друзей обвиняемый сумел оправдаться. Мало того, народное собрание назначило Мильтиада афинским стратегом, и это решение стало воистину судьбоносным.