Είναι σαφές ότι οι απογοητευμένοι και κουρασμένοι Έλληνες δεν ταιριάζουν με τους Πέρσες και κατατροπώθηκαν εντελώς στη μάχη που ακολούθησε στην Έφεσο.Πολλοί σκοτώθηκαν, μεταξύ των οποίων και ο Ερετριανός στρατηγός Ευαλκίδης.Οι Ίωνες που ξέφυγαν από τη μάχη έκαναν τις δικές τους πόλεις, ενώ οι υπόλοιποι Αθηναίοι και Ερετριείς κατάφεραν να επιστρέψουν στα πλοία τους και έπλευσαν πίσω στην Ελλάδα.Οι Αθηναίοι τερμάτισαν πλέον τη συμμαχία τους με τους Ίωνες, αφού οι Πέρσες είχαν αποδειχτεί οτιδήποτε άλλο παρά η εύκολη λεία που είχε περιγράψει ο Αρισταγόρας.Ωστόσο, οι Ίωνες παρέμειναν προσηλωμένοι στην εξέγερσή τους και οι Πέρσες δεν φαινόταν να συνεχίζουν τη νίκη τους στην Έφεσο.Προφανώς αυτές οι ad hoc δυνάμεις δεν ήταν εξοπλισμένες για να πολιορκήσουν καμία από τις πόλεις.Παρά την ήττα στην Έφεσο, η εξέγερση στην πραγματικότητα εξαπλώθηκε περαιτέρω.Οι Ίωνες έστειλαν άνδρες στον Ελλήσποντο και στην Προποντίδα και κατέλαβαν το Βυζάντιο και τις άλλες κοντινές πόλεις.Επίσης έπεισαν τους Κάρες να συμμετάσχουν στην εξέγερση.Επιπλέον, βλέποντας την εξάπλωση της εξέγερσης, τα βασίλεια της Κύπρου εξεγέρθηκαν επίσης ενάντια στην περσική κυριαρχία χωρίς καμία εξωτερική πειθώ.Έτσι η Μάχη της Εφέσου δεν είχε σημαντική επίδραση στην εξέγερση.