Po śmierci Platona przeprowadził się do Assos, miasta oddalonego od Lesbos o 10 km. Z pomocą innych filozofów, m.in. Ksenokratesa założył szkołę filozoficzną, ożenił się z Pytią i przeprowadził się na Lesbos, gdzie mieszkał ok. 3 lata. Tam miał się zająć m.in. zoologią, którą opisał następnie w swych pracach. Po bitwie nad Granikiem, Mitylenczycy zlikwidowali oligarchię i zawarli przymierze z Aleksandrem Wielkim. Po śmierci Aleksandra wyspa najpierw znalazła się pod panowaniem Egiptu, a w r. 88 p.n.e. została podbita przez Rzymian.
Rzymianie pokonali króla Mirtiadesa, a następnie zniszczyli Mitylenę, miasta chwalonego w swych przemowach przez Cycerona i dokonali rzezi mieszkańców. W r. 62 p.n.e. Mityleńczycy zawarli przymierze z Pompejanami, których uczcili organizując igrzyska sławiące ich militarne wyczyny. Pompejanie przyznali Mityleńczykom pewną autonomię oraz zyskali prawa obywateli rzymskich. Podczas panowania rzymskiego wyspa była miejscem zesłania tych, którzy popadli w niełaskę. Lesbos odwiedził w r. 52 n.e. Paweł z Tarsu.