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Vers le IXe siècle, au moment de la colonisation de l'Islande par les Vikings, la superficie du Vatnajökull était plus petite qu'actuellement ; la montagne des Esjufjöll se trouvait ainsi en dehors du glacier.

Pendant le petit âge glaciaire, du XIIIe siècle jusqu'au début du XXe siècle, le Vatnajökull s'étend mais il a depuis perdu une partie de sa superficie. Le réchauffement climatique et l'activité volcanique seraient les deux principales causes de retrait. En 1996, une éruption du Grímsvötn a provoqué un jökulhlaup du Skeiðará par la libération soudaine de poches d'eau formées par la fonte de la glace sous la chaleur de la lave.