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公元前470年，提洛同盟对拜占庭的围攻终导致帕萨尼亚斯被驱逐。这次围城不仅影响了拜占庭内部政治格局，也深刻改变了其对外关系。帕萨尼亚斯时期的管理体制随着围城而瓦解。考虑到帕萨尼亚斯是斯巴达人，其统治方式或许偏向于寡头政治；而雅典人于公元前470年控制城邦后，根据雅典的政治惯例，拜占庭很可能转变为民主制度。此外，在对外交往上，拜占庭被纳入了提洛同盟。虽然没有直接证据支持这一点，但鉴于雅典舰队的主要目标是在马尔马拉海确保从黑海到爱琴海的航线畅通，它们很可能会坚持将拜占庭这一战略要地纳入同盟之中。这意味着拜占庭被卷进了亚洲战争，这是之前帕萨尼亚斯极力避免的局面。
拜占庭寡头政权的根基可以追溯到帕萨尼亚斯，他在城市重建之初来到这里，并很快形成影响力。后世尊称帕萨尼亚斯为拜占庭的克蒂斯（ktistes），即城市奠基人，这一殊荣专为那些使城市得以复兴的伟人而设。帕萨尼亚斯在拜占庭的主要任务，起初是组织城市的重建工作。作为一名斯巴达人，帕萨尼亚斯更倾向寡头政治，波斯战争前的斯巴达城邦和后来的斯巴达帝国都选择了这一政体。不过，在机构设置上，拜占庭与其他希腊城邦一样，都有公民大会、500人议事会（boule）、执行委员会和每年任命一次的象征性国家元首，这在拜占庭被称为希耶若姆那蒙（hieromnemon）。
以上多属推测，但可以作为讨论的出发点。在拜占庭城邦历史的晚期，众所周知，寡头政治为主导，偶尔会出现僭主夺权的情况。不过，这些都进一步强化了拜占庭非典型希腊城邦的形象，因为多数希腊城邦的政体往往在民主政治、寡头政治与僭政之间轮替，如雅典就是这些政体变迁的典型代表。
拜占庭的地理位置使其无法完全效仿传统希腊城邦的发展模式。它地处博斯普鲁斯海峡要冲，很可能是有意选定这一战略性地理位置，以控制航道，或者换言之，对往来船只征收通行税。按照后人的记载，希斯提亚埃乌斯首次对过往船只征税，不过，很可能在希斯提亚埃乌斯之前，位于博斯普鲁斯海峡亚洲一侧的城邦克里索波利斯（Chrysopolis）早已开始征收通行税。克里索波利斯紧邻迦克墩，是波斯的重要据点。因此，希斯提亚埃乌斯可能只是沿袭了波斯人的旧习，后来帕萨尼亚斯也很可能以拜占庭的名义采取了类似措施，借口无非是为城市重建及修复波斯人造成的破坏筹集资金。不过，拜占庭加入提洛同盟后，征税的权力就移交给了雅典，只有得到雅典的批准，拜占庭才能收取通行税。这一点在公元前389年雅典民主派人士特拉叙布鲁斯（Thrasyboulos）到访拜占庭后得到了确认。
关于通行费的历史，确切的记录缺乏准确性。有可能最初雅典并未征收此税，而是依赖拜占庭缴纳的联盟贡金。倒是在这之前的公元前410年，雅典人亚西比德（A lkibiades）在克里索波利斯征收过百分之十的税费，即什一税（dekate）。到了公元前470年雅典正式接管拜占庭时，通行费的实施已超过了一代人的时间，甚至更久。波斯人、希斯提亚埃乌斯、帕萨尼亚斯，可能还有拜占庭都曾收取过通行费，已经扩张为城邦帝国的雅典没理由不征收。但是，如果通行费真的存在，对此罕有投诉也着实令人惊奇。亚西比德在征收税款时似乎并未遇到太多阻力，而之前斯巴达为赢得支持曾废除过通行税。
拜占庭在雅典的强制下加入提洛同盟，对此可能一直心怀怨怼。提洛同盟初始是一个松散的希腊城邦组织，致力于对抗仍然虎视眈眈的波斯帝国，此时各城邦自然同仇敌忾。但公元前449年《卡利亚斯和约》（the Peace of Kallias）
签订后，波斯战争结束，和平到来，雅典便开始蚕食提洛同盟诸城邦，迫使其成为雅典帝国的一部分，形势开始急剧变化，联盟城邦间的敌对不断加深。公元前440年初，拜占庭附近发生了骚乱，致使50多名雅典人丧生。这次骚乱起因可能是色雷斯人滋扰克森尼索，雅典人于是对其发动攻击。在雅典看来，此举是对拜占庭的守护，但在拜占庭看来，邻近的色雷斯人会因此迁怒自己。
公元前440年，萨摩斯岛爆发内战。萨摩斯岛坐落在爱琴海沿岸，此区域其他城邦已几乎全部落入雅典的掌控，而萨摩斯是为数不多的雅典独立盟友，仍然保留着独立的海军力量，必要时可供提洛同盟驱使。雅典人在执政官伯里克利（Perikles）的领导下，介入了萨摩斯岛内战，部分是出于阻止波斯人以援助为名控制萨摩斯岛，另外也是为了将萨摩斯岛去军事化，使其完全成为提洛同盟的一员，或更确切地说，变成雅典帝国的附庸。这一次拜占庭站在了萨摩斯岛这边。
拜占庭此举，出发点难以确知。有猜测是其母城墨伽拉的授意，因为墨伽拉当时对雅典颇有微词，总之，拜占庭对萨摩斯岛的援助不像是出于同情。合理的解释可能是，长期以来，拜占庭对雅典的支配心怀不满，因此在这个雅典支左绌右的时刻给它一击。一直以来，拜占庭都是提洛同盟中最为不满的一员，其年贡金居同盟之首，缴纳金额高达15塔伦特（talent）
。拜占庭支付这笔款项似乎很吃力，只得分期缴纳。
拜占庭的“反抗”并未能持续。因为萨摩斯岛局势平定后，继续抗争也就失去了意义。另外，由于雅典在打击拜占庭的行动上花费了128塔伦特，在萨摩斯岛的战争耗资更是高达1400塔伦特。不久后，在公元前433年左右，拜占庭的年贡金被提高到18塔伦特，而到了公元前429年，则增至21塔伦特。雅典帝国中只有拜占庭和另两个城邦缴纳如此高额的贡金。
拜占庭缴纳的贡金主要来自博斯普鲁斯海峡的过境贸易、城市贸易和通行税。公元前440年左右，拜占庭负责收取部分通行税，并将收入上缴雅典作为贡金。公元前450年以前，由于提洛同盟的国库尚未从同盟创立之地提洛岛（Delos）迁至雅典，缺失详细的贡金记录。现存记录始于公元前454年，且部分残缺。同期，普洛彭提斯（马尔马拉海旧称）沿岸城邦都缴纳了高于平均水平的贡金，其中基齐库斯（Kyzikos）、拉姆普萨库斯（Lampsakos）、佩林索斯和塞利布里亚等城邦分别缴纳了6至10塔伦特的贡金。除拉姆普萨库斯拥有金矿外，其余城邦的主要财政来源都是贸易。公元前437年，伯里克利率雅典舰队前往黑海，目的之一无疑是警示这些富裕城邦——其在政治上对雅典的依赖。
尽管拜占庭可能对雅典抱有难以言说的怨恨，但在公元前433年雅典与斯巴达领导的伯罗奔尼撒联盟（the Peloponnesian League）
战事胶着之际，拜占庭却并未趁机发难。在史学家修昔底德所著的《伯罗奔尼撒战争史》中，对拜占庭在伯罗奔尼撒战争
初期，即公元前433年至前421年期间的动向未着笔墨，同样，公元前415年到前413年雅典在西西里岛（Sicily）的惨败失利
对拜占庭的影响也未见详述不过，雅典的对手，包括波斯、斯巴达和其他伯罗奔尼撒联盟成员，都敏锐地察觉到雅典在锡拉库萨（Syracuse）的失利严重削弱了其对拜占庭的控制。公元前412年，雅典与斯巴达再次爆发战争，拜占庭随即宣告起义。更确切地说，拜占庭的反叛可能先于战争爆发。这次起义一定程度上由拜占庭内部人士策划，他们向驻扎在米利都的斯巴达舰队求援。应援而来的是拜占庭母城墨伽拉的指挥官赫利索斯（Helixos），简直是不二人选。他率领舰队从爱琴海起航，硬闯赫勒斯滂，最终抵达拜占庭，促使拜占庭公开反叛雅典。
赫利索斯的到来对局势起到了举足轻重的作用。因为拜占庭曾是墨伽拉的殖民地，二者依然有着千丝万缕的联系。此外，塞利布里亚也与墨伽拉有类似的渊源，因此也随拜占庭举起了起义的大旗。更重要的是，起义还蔓延到了迦克墩和基齐库斯这两个与墨伽拉毫无牵扯的城邦。这些城邦位于雅典的战略区域，它们相继叛变，对雅典的黑海食物供应通道和贸易构成了严重威胁，很快雅典和斯巴达都加派舰队前往马尔马拉海一决胜负。双方在基齐库斯交战，雅典取得胜利，斯巴达舰队要么被击沉，要么被驱逐。
这次胜利为雅典军队收复那些意图脱离的城邦扫清了道路。雅典迅速攻克基齐库斯，并搜刮了大量战利品。此外，雅典军还迅速占领了马尔马拉海北岸的佩林索斯和塞利布里亚。之所以如此迅捷，主要是因为这些城邦并未决意抵抗，佩林索斯和基齐库斯实际都具备抵抗围攻的实力。
斯巴达眼看这些城邦相继失守，遂向雅典议和，但其中一项条件是，曾隶属于雅典帝国但现由斯巴达控制的城邦继续归属斯巴达，已经脱离雅典的城邦则继续保持独立。雅典绝不可能接受这样的条件，即使勉强接受，也很可能会因此再次爆发战争。斯巴达提到的这些城邦包括赫勒斯滂沿岸的阿拜多斯，以及迦克墩和拜占庭。雅典曾调派亚西比德在克里索波利斯设立海上关卡，与之前的波斯类似，对过往船只征收通行税，但即便不考虑通行税的收取，雅典也不会放弃对迦克墩和拜占庭的控制，因为这些城邦都是扼守博斯普鲁斯海峡的战略要地。斯巴达的和平提议最终被拒绝。
不过，雅典在基齐库斯海战中获胜后，并未进一步扩大战果，似乎限于力竭而止步于此，再难继续征战。雅典在基齐库斯的胜利本质上是因为双方海军力量对比悬殊，之所以能收复三个城邦也是由于斯巴达海上战力的不足，在收复其中某一城邦时只能说是堪堪胜利。而其他起义的城邦更强大，抵抗的决心也更坚决。因此，雅典人想要继续控制那些城邦，不仅需要足够的步兵和骑兵来对抗其重装步兵，还须分神防范来援的波斯骑兵。同时，雅典还必须在佩林索斯和基齐库斯驻守重兵，这进一步稀释了他们可用于其他战场的兵力。
在雅典整顿力量、厘清战事优先级之际，斯巴达不遗余力地重整旗鼓，加速海军力量的扩充。他们在普洛彭提斯海沿岸的安坦德鲁斯用艾达山上的木材建造舰船。雅典将领特拉西洛斯（Thrasyllos）率领一支舰队和重装步兵，截击了驶向赫勒斯滂的锡拉库萨舰队，击沉数艘船舰，并将剩余的船舰赶尽杀绝。之后特拉西洛斯率军进发普洛彭提斯海。斯巴达人亦不甘示弱，派出15艘战舰，在克利亚科斯（Klearchos的指挥下，由墨伽拉人和盟军士兵操控，在雅典舰队眼皮底下穿过赫勒斯滂。虽然克利亚科斯折损了3艘战舰，但其余舰只成功抵达拜占庭。
雅典未能及时洞察斯巴达此举的真实意图，因此先集中力量解决北方问题，延误了对斯巴达行动的应对。雅典的两大将领亚西比德和特拉西洛斯会军后，极大地增强了联军力量，得以逐个攻克北方城邦。不过，雅典军队的首要任务是阻止更多的斯巴达军队抵达普洛彭提斯，拜占庭和迦克墩已做好与斯巴达里应外合的准备。为此，雅典人必须攻占由斯巴达驻军控制的阿拜多斯，因其扼守赫勒斯滂，如果成功，便可阻止斯巴达舰队穿行。然而，由于波斯总督法尔纳巴祖斯（Pharnabazos）指挥下的骑兵前来支援阿拜多斯驻军，雅典人的进攻最终失败了。尽管雅典最终击退了波斯援军，但原定的突袭计划已然暴露，重新进攻的机会也随之丧失。
于是雅典人的目光重新聚焦于博斯普鲁斯海峡沿岸诸城邦。雅典军队在塞拉麦涅斯（Theramenes）的率领下，由克里索波利斯进发，突袭迦克墩，迦克墩损失惨重，被迫将城中财宝转移到邻近的比提尼亚（Bithynia），由其代为保管。但亚西比德指挥另一支雅典军队沿着海岸线行进，与海上舰队配合，直入比提尼亚腹地。面对雅典强大的攻势，比提尼亚人慑于其威，最终上缴了迦克墩藏于此处的财宝。
之后雅典围困了迦克墩。这次围困充分体现了雅典人在攻城战中的局限性，不过另一方面也彰显了他们的主动性。雅典军队首先搭起了一堵木墙，自博斯普鲁斯海峡延伸至普洛彭提斯海，将整个城市团团围住。尽管波斯集结了大量步兵和骑兵，企图干预，但面对这堵木墙也只能“望墙兴叹”。斯巴达守军从城中出击，试图抵抗雅典人的围攻，并在城墙与木墙之间的空地上与之展开激战。关键时刻，雅典指挥官亚西比德率领骑兵和部分重装步兵加入战斗，最终取胜。不过，斯巴达人并未恋战，成功撤回城内，但其指挥官希波克拉特斯（Hippokrates）在此役阵亡。
雅典人不想久坐城下封锁迦克墩，因为那样一来将陷入数月的僵持，更不愿意攻城拔寨。而迦克墩人，以及城内的斯巴达守军，也同样不愿坐以待毙，眼睁睁看着城邦被封锁后陷入绝境。雅典军队竖起的木墙和舰队将迦克墩四面合围，形成了密不透风的封锁线。双方都在日复一日的等待中日益焦灼。
此时坐观虎斗的波斯总督法尔纳巴祖斯，虽然所辖地区被雅典人蹂躏，军队也在阿拜多斯败北，却在此时成了破局的关键人物。就在亚西比德四处搜刮财物、战利品，扩充军队时，其他雅典将领包括塞拉麦涅斯和特拉西洛斯则与法尔纳巴祖斯进行了谈判。经过谈判，双方达成协议：迦克墩向雅典支付拖欠的贡金，而法尔纳巴祖斯则另献20塔伦特，条件是雅典人不再攻击迦克墩或法尔纳巴祖斯的军队；此外，雅典需派遣使节前往波斯皇都苏萨（Sousa）觐见波斯皇帝，以求和平。和约似乎没有提及斯巴达人。由于斯巴达指挥官和大量士兵在战争中阵亡，可能已元气大伤，不足为虑，当然也可能是在协议达成之前他们已获允离开并前往拜占庭。斯巴达人的缺席使协议的达成更为顺利。当然，迦克墩人还是心向斯巴达。各雅典指挥官包括亚西比德都宣誓遵守协议，直到雅典使节从苏萨返回，这至少需要6个月。待迦克墩和法尔纳巴祖斯这边的局势平定后，雅典人着手处理拜占庭。雅典将领塞拉麦涅斯和特拉西洛斯率领军队渡过博斯普鲁斯海峡，开始对拜占庭发动围攻。亚西比德再次外出征集援军，此时雅典已经收缴迦克墩的财宝、拖欠的贡金和法尔纳巴祖斯的20塔伦特，有能力征集更多的士兵。亚西比德在此次征募中招募了雇佣兵，包括雅典士兵及一支由色雷斯人组成的部队。他在这次招募中最远到达了克森尼索。返程途中，亚西比德在塞利布里亚停驻。他曾于基齐库斯战役后来此收取贡金，但此次未获入城许可。亚西比德与城内的雅典支持者秘密联系，后者在夜间大开城门，亚西比德及其新征召的军队得以长驱直入。不过，亚西比德与城邦达成协定，虽然色雷斯与城邦间向来不和，但他保证率领的色雷斯士兵不会因此造次。亚西比德在塞利布里亚收缴了拖欠的贡金，在城内留下驻军后迅速向拜占庭进发。他不费吹灰之力就为雅典收复了这座城邦，为军队搜刮到了足够的资金，并迅速离开，未拖泥带水。虽然很明显他扶持了支持雅典者入主塞利布里亚，却并没有引起更广泛的敌意。
由三位雅典将领率领的军队、舰船和士兵对拜占庭发起了围攻。雅典拥有一支近200艘战船的庞大舰队，约3万名士兵，以及一支足以控制拜占庭所有入口的军队。此外，得益于搜刮来的贡金、战利品和法尔纳巴祖斯的献金，三位希腊将领有足够的钱支付士兵的薪饷并确保一部分补给。当然考虑到其军队规模，这笔钱将很快捉襟见肘。因此，一如既往地，战争拖得越久，压力便越大。
拜占庭守军此时由斯巴达督军克利亚科斯指挥，他冷酷无情，除了真正的斯巴达公民，瞧不起任何人。他带领的这支军队人员构成复杂，有拜占庭人、赫利索斯率领的墨伽拉人、非斯巴达公民、从拉科尼亚（Lakedaimon，即斯巴达）获释的希洛人（Helots）奴隶、科伊拉塔达斯（Koiratadas）率领的维奥蒂亚人（Boiotians），以及一支雇佣军。面对如此良莠不齐的军队，克利亚科斯必须强硬才能治下。不过，这支军队已足以击退雅典人最初的强攻。雅典舰队对拜占庭实施了严密的封锁，并修筑了一道围墙加强陆上封锁。此时的拜占庭和雅典人一样，需要的是速战速决。
围城战陷入了胶着，双方各出奇谋，试图打破僵局。亚西比德打算联络城内的亲雅典势力，再现在塞利布里亚的成功，说不定能说服内应在某个夜晚打开城门。然而，克利亚科斯捷足先登，率先进行部署，相比起来他的这个计划目光放得更长远。克利亚科斯看到之前雅典人攻城失败，便认定拜占庭城内居民和守军忠诚一心，或至少也处于掌控之中。他便趁着夜色溜出了城池（由此可见雅典的封锁并不严密），此行目标是去向波斯总督法尔纳巴祖斯求援，但不巧这位总督已经和雅典使节一起前往苏萨。此计不成，克利亚科斯另有一计，可能成功率更高一些，那就是集结所有能招来的斯巴达战舰。普洛彭提斯海各处都停有斯巴达战舰，尤以阿拜多斯数目最多，安坦德鲁斯也有一些战舰在建造中，另外，色雷斯海岸还有一些克利亚科斯下属指挥官率领的战舰。虽然把这些战舰全部集结起来，也不足以在海战中击败雅典，但可以利用这些战舰在普洛彭提斯海给雅典制造麻烦，切断其补给线，骚扰其支队，引开其舰队。只是如此一来，赫勒斯滂沿岸的那些小城邦就要受到波及，就连在基齐库斯战役后被雅典控制的大城邦可能也无法置身事外。
不过，与亚西比德在拜占庭施行的计策相比，克利亚科斯的方案见效更慢。在拜占庭，除了士兵，其他所有人的口粮都接近断绝，这大大帮助了雅典人。不出所料，克利亚科斯首先确保城内守军有足够的粮食供应，若有剩余才分给市民。但是，他对拜占庭中的支持斯巴达者也表现得极其傲慢和蔑视，端的是斯巴达人对弱小民族的一贯做派。拜占庭城中最初向克利亚科斯求援的似乎是统治寡头，即夺取了城市政权的小团体，或克利亚科斯扶植起来的统治者。这些人与他接触最为频繁，却也遭受他的不屑与冷待。克利亚科斯离开拜占庭去征集战船，无疑让这些人松了一口气，但这也给反斯巴达，或者更准确地说，反克利亚科斯的派系创造了机会，他们得以与亚西比德取得联系，帮助雅典人攻入拜占庭。
虽然亚西比德承诺会给予优待，但攻占拜占庭比攻占塞利布里亚要难得多。拜占庭的防守力量更强，城内士兵坚定不移地反雅典，亲斯巴达，城墙上始终驻扎着警觉的守军。虽然城内有亲雅典的内应，但他们只能确保雅典军队入城，无法保证更多的援助，因此一旦雅典人踏入城墙，势必会发生激战。亚西比德机智过人，想出了一个计谋。他散布谣言，声称雅典军队要前往其他地方，并提到要去的是爱奥尼亚，以此增加可信度。一天下午，整个雅典舰队扬帆出海，消失在拜占庭人的视野中。地面围攻城墙的雅典军队也拔寨起行，不过仅仅是行至拜占庭人视野之外。奇怪的是，无论是海上还是陆上，拜占庭方面都没有进行侦察以追踪雅典军的撤退动向。如果克利亚科斯还在拜占庭城内的话，他肯定会组织侦察行动。缺乏侦察的原因可能是指挥层面的不统一：斯巴达、墨伽拉、拜占庭及其他盟军各自为政，未能有效协同作战。
雅典军队悄无声息地折返，可能只有突击部队全部回到城墙之下。同时，雅典舰队负责吸引拜占庭守军的注意力，声势浩大地返回港口，攻击任何发现的敌舰。许多原本驻守在城墙上的士兵都急忙赶去支援港口防御，因为在他们看来，雅典军队受阻于城墙，可能会选择转向海上登陆作战。拜占庭陆地防御因此大大削弱，城里的雅典内应抓紧时机，向折返的雅典军队发出信号。然而，城墙附近仍然留有拜占庭的守军，他们很快意识到雅典舰队只是佯装登陆。因此，雅典军队对城门的攻击很快遭到了顽强抵抗。战斗随即陷入僵持，双方都调集更多兵力以求突破：雅典人加派了更多军队进攻，拜占庭人则构筑了更加坚固的防线，使得战斗越发激烈和复杂。
不过，亚西比德还有另一个撒手锏。他向拜占庭守军传达了他的招降条件，具体方式不得而知。可能是战斗间隙，也可能是天亮之后，总之拜占庭人知晓了塞利布里亚投降的情况，加之有内应在旁解释劝说，于是他们接受了亚西比德开出的条件：停止战斗，转去攻击城中那些伯罗奔尼撒联盟的驻军。拜占庭人掉转枪口，多数外籍士兵在战斗中阵亡，仅有500人残余军队逃到寺庙寻求庇护，这实质上标志着拜占庭的投降。就像之前招降塞利布里亚一样，雅典兑现了其承诺。拜占庭恢复了与雅典的联盟关系，并向其缴纳贡金。雅典人没有在拜占庭留驻，而是撤回了军队。毕竟，拜占庭人已经通过变换阵营充分表明了其政治立场，且他们杀害如此多的昔日盟友，已再无可能与斯巴达联盟重归旧好。战俘们被解除武装，送往雅典。
公元前406年，拜占庭的新政权（可能为民主政体）仅维持了一年便戛然而止，当时雅典最后一支舰队在赫勒斯滂的阿哥斯波塔米（Aigospotamoi）被斯巴达盟军击溃
。斯巴达盟友们为报复过去30年来雅典对其城邦和人民的搜刮虐行，一致投票决定斩杀雅典战俘。斯巴达指挥官吕山德（Lysander）随后巡视赫勒斯滂和普洛彭提斯沿岸各城邦，接受这些城邦的投降并调整其治理结构。拜占庭由斯巴达任命的督军（harmost）斯忒内劳斯（Sthenelaus）驻守，除驻戍卫军，还有由十名亲斯巴达派系成员组成的十人委员会（dekarchy）总揽大权。而原来拜占庭城内的雅典驻军则被遣返，这些雅典军返回后进一步加剧了雅典的人口压力和粮食供应紧张。雅典坚守了一年多后，最终说服斯巴达人允许其保留自治权，但曾经的民主制度和防御工事已不再，舰队也荡然无存。
斯巴达的统治并不受欢迎，而当斯巴达开始向各城邦征收贡金后，更加深了这种不满。在这些城邦看来，这不过是昔日受制于雅典帝国那段屈辱经历的再现，且相比之下，现在的斯巴达更令人难以忍受。这种普遍的反斯巴达情绪似乎也影响到了色雷斯人，他们又开始对邻近的希腊城邦发动袭击，克森尼索也好，拜占庭也罢，都未能幸免。这些是有记载的地区，其他城邦的情况大致也是如此。
昔日驻守拜占庭的斯巴达督军克利亚科斯，因兵败亚西比德，在斯巴达受审并被处以重罚。他逃离斯巴达，逃亡到拉姆普萨库斯，在那里沉溺于酒色之中。与此同时，公元前404年，波斯皇帝大流士二世（Dareios Ⅱ）去世，其长子阿尔塔薛西斯（Artaxerxes）继承王位。大流士二世的幼子小居鲁士
，怀着取其兄长而代之的野心，在小亚细亚开始密谋集结兵力。他拉拢一些著名的将领帮助他召集兵力，条件是这些将领对兵力有使用权，但在他发动推翻兄长阿尔塔薛西斯的远征时，须听从调遣。克利亚科斯也是被拉拢的对象之一。他集结了一支军队，对威胁克森尼索的色雷斯人开战。
而拜占庭已然与克利亚科斯建立了联系。正如克森尼索一样，拜占庭也面临着邻近的色雷斯人的威胁。城内亲斯巴达派系的小型寡头政治集团向克利亚科斯发出邀请，希望他能重返拜占庭。克利亚科斯欣然接受，并在抵达后通过一场政变使自己成为拜占庭实际上的僭主。城内寡头们对克利亚科斯此举并不排斥，至少当时是如此，因为这意味着他们联手，全面控制了城邦。
克利亚科斯确实反击了色雷斯人。古希腊作家波利埃努斯（Polyainos）曾在其著作
中记录了各种军事策略和战术故事，其中就包括克利亚科斯征战色雷斯人的故事。不过，在希腊历史学家的笔下，克利亚科斯在拜占庭的行径与其他僭主并无二致：滥杀无辜、没收财产、驱逐异己等。克利亚科斯本人是否如此尚无定论，但彼时希腊各城邦已历经无数僭主，新晋僭主往往只是一味模仿前人所为稳固统治，克利亚科斯在史家看来也必不会例外。在他们笔下，几乎对每位僭主的描述都是如此，非是意图歪曲事实，而是出于对僭政的一贯看法：既是僭主，便不免行恶。
克利亚科斯也像斯巴达早期的其他僭主一样，使得一开始支持他的人也离心离德，最终拜占庭向斯巴达求助。克利亚科斯对外宣称是代表斯巴达行事，实际却未经斯巴达授权便在拜占庭就职，此举甚至可能违逆了斯巴达的意愿。因此，局势变得相当混乱。最终，斯巴达号令克利亚科斯返回斯巴达受罚，这迫使他离开拜占庭。克利亚科斯已是拜占庭弃子，被军队押回斯巴达之日很可能就是他的断头之期。斯巴达已派遣一位新的官员接手拜占庭，城中的政治寡头依旧稳固地掌握着权力。
如果克利亚科斯返回斯巴达，鉴于之前的行径和定罪，他将被判处死刑。因此，他选择逃离拜占庭，途经塞利布里亚，前去波斯会见小居鲁士。恰在其时，小居鲁士准备发动兵变，推翻自己的兄长。小居鲁士是否告知了克利亚科斯这一点还不得而知，但显然，克利亚科斯轻易就放弃了他在拜占庭的僭主之位。
克利亚科斯离开拜占庭后，斯巴达人阿那克西比乌斯（Anaxibios）接任督军一职。在他任上，拜占庭面临着新的危机：当初协助小居鲁士发动兵变的希腊雇佣军幸存者返回，由雅典人色诺芬（Xenophon）指挥（克利亚科斯已在途中被杀害）。这些幸存者抵达邻近拜占庭的比提尼亚，试图继续前进，但他们自己也不知道该去往何处。阿那克西比乌斯组织航船接幸存者进入拜占庭，但后来为了让他们为己所用，他做出了一些无法兑现的承诺。当这些幸存者意识到自己被骗，怒不可遏。其中一些人没费什么力就爬过防波堤进入拜占庭城内，而另一些已经在城里的人，用斧头砸破了城门进行接应。拜占庭守军逃到城堡，市民们惊慌失措，阿那克西比乌斯则乘船逃往卫城。当时看来，拜占庭大概率会被洗劫，或被这些幸存者占领，他们的首领色诺芬将被推选为僭主。不过，色诺芬拒绝担任僭主，他带领这些人离开拜占庭并表明立场，洗劫同宗同属的希腊城邦令人不齿。拜占庭就这样逃过一劫。
公元前390左右，一些斯巴达前盟友因对斯巴达的专断和一家独大不满，转而支持雅典，雅典逐渐中兴。公元前396年爆发的科林斯战争进一步削弱了斯巴达的影响力。公元前389年，拜占庭还被斯巴达掌控，但此时，雅典舰队在特拉叙布鲁斯的指挥下抵达了赫勒斯滂。雅典此次远征是为阻止斯巴达重振其海上力量，而夺取斯巴达在北方的基地有助于达成这一目标，此行未遇斯巴达的抵抗。特拉叙布鲁斯率军继续驶向博斯普鲁斯海峡，在拜占庭推翻了寡头政治，建立了民主政体，随后在迦克墩也进行了类似的改革。在色诺芬的相关记述中，未提及任何斯巴达守将或驻军。
在颠覆寡头政治之前，特拉叙布鲁斯还接管了拜占庭的征税系统。他将征收通行税的权力移交给拜占庭，以此拉拢他们。具体做法不得而知，但这种示好，加之民主制度的恢复，似乎暂时取悦了拜占庭人，此时拜占庭城内曾与斯巴达及克利亚科斯勾连的政治寡头日薄西山，无力扭转局势。这意味着拜占庭城中不会再有雅典税务官，昔日雅典帝国时代的做派仍然让拜占庭人心有余悸；而雅典人则对什一税仍有主导权：雅典拥有更大的份额，而拜占庭可以从中抽取一定比例的费用。此外，经由此处的所有雅典船只可能都被免除了税收。
雅典此次远征促成了博斯普鲁斯海峡及普洛彭提斯海沿岸城邦执政体制的调整，并解除了斯巴达帝国对该地区的掌控，对雅典及其盟友意义重大。由特拉叙布鲁斯领导的这一行动也标志着雅典帝国复兴的开端，意味着雅典海军霸权雄心的重燃。不过，这次远征的最初目标——遏制斯巴达的海军力量——并未达成。两年后，雅典深陷封锁和饥荒之泥淖。
之后，斯巴达外交使节安塔尔基达斯（Antalkidas）从苏萨带着一份与波斯皇帝阿尔塔薛西斯——小居鲁士、克利亚科斯及色诺芬昔日的敌人——签订的《大王和约》（The King’Peace）
返回，斯巴达利用这份和约来实现其帝国扩张的野心，雅典则不得不接受和约以摆脱封锁。对拜占庭而言，这个和约暂时保障了其自治权，直到其他势力再次来袭。