Nel 583, il primo insediamento fu costruito sulla roccia di Monemvasia al largo della costa del Peloponneso, come protezione per gli abitanti degli insediamenti circostanti sulla terraferma dagli attacchi slavi e avari, quando sotto Giustiniano I e i suoi successori iniziò la presa di terra degli slavi nei Balcani.

La città, dove fu scritta anche la Cronaca di Monemvasia, formò una zona di ritiro per il dominio bizantino nella Grecia meridionale nei secoli successivi e fu il punto di partenza per la riconquista del Peloponneso. La città era anche importante per assicurare la rotta marittima da Costantinopoli a Venezia.

La città fortificata fu a lungo considerata inespugnabile e resistette sia ai numerosi assedi arabi che al tentativo di conquista normanno del 1147. Si dice che nella cittadella c'era un campo di grano che – insieme alle numerose cisterne – era sufficiente a nutrire una guarnigione di 30 uomini all'infinito; così la cittadella era autosufficiente e poteva essere difesa all'infinito.

Dopo la caduta di Costantinopoli nella quarta crociata, Monemvasia rimase una città bizantina libera e fu costretta ad arrendersi solo nel 1249 dopo un assedio di tre anni da parte dei Franchi che controllavano la terraferma dal 1204. Nel 1263 i Franchi dovettero restituire Monemvasia insieme a Mistrà all'Impero bizantino. Dopo le conquiste ottomane di Costantinopoli (1453), Mistrà (1460) e Trebisonda (1461), Monemvasia era l'ultimo residuo territoriale del glorioso impero romano, insieme al principato di Teodoro (conquistato dagli ottomani nel 1475). Incapace di sopravvivere da sola, la città si sottomise prima a un pirata catalano, che fu presto cacciato, poi al Papa, che però non era militarmente in grado di fornire una protezione sufficiente, e infine a Venezia nel 1464, in grado di tenere la città contro i turchi fino al 1540.

Dopo il periodo ottomano Monemvasia tornò a Venezia nel 1690 e, dopo guerra turco-veneziana, ai turchi nel 1715. Durante la seconda epoca turca, si ebbe un declino demografico che ridusse la popolazione a poche centinaia di abitanti, rispetto ai 25 000 del suo periodo d'oro.

La città fu conquistata dai greci ribelli nella guerra di liberazione nel 1821. Tuttavia, non riuscì a riprendersi; al contrario, sprofondò nell'insignificanza fino a contare solo 32 abitanti nel 1971. In tempi recenti è sorto sulla riva un villaggio moderno chiamato Gefira ("ponte"), in contrasto con la città vecchia, che si chiama Kastro ("castello"). Dopo il 1980 è iniziata la ricostruzione della città vecchia che ora è diventata una residenza di fine settimana per ateniesi ricchi. Oggi gli edifici medievali vengono restaurati e molti di essi convertiti in hotel.

Monemvasia è il luogo di nascita del poeta greco Giannis Ritsos, che è sepolto nel cimitero di Monemvasia. Lo stato greco ha assegnato al sito archeologico bizantino di Monemvasia il marchio del patrimonio europeo.