Secondo Erodoto l'isola sarebbe stata sede di tribù carie[1] nel Neolitico. La tradizione fa riferimento a popolamenti dei lelegi e poi di egizi, fenici e cretesi. I resti archeologici indicano che l'isola è stata abitata dagli antichi popoli della Ionia già dalla prima parte dell'XI secolo a.C. Nella fase conclusiva delle Guerre persiane (478-477 a.C.), Mykonos entrò a far parte della Lega delio-attica.

Con l'occupazione romana delle Cicladi, Delo divenne un porto libero e la vicina Mykonos visse un periodo di grande seppur breve prosperità, concluso nell'88 a.C. quando Delo fu rasa al suolo durante la Prima guerra mitridatica. Sotto l'Impero bizantino l'isola fu inserita nella provincia dell'Acaia e a seguito degli eventi della quarta crociata e la caduta di Costantinopoli, fu quindi occupata dai veneziani capitanati da Andrea Ghisi.

A quest'epoca risale la costruzione dell'agglomerato di chiese della Panaghía Paraportiani, poi proseguita fino al XVII secolo. Conquistato nel 1537 dal corsaro Khayr al-Din Barbarossa, il suo territorio venne poi sottomesso dai turchi fino alla rivoluzione del 1821, in cui i miconiani si distinsero come protagonisti delle lotte per l'indipendenza greca (in particolare l'eroina Manto Mavrogenous, secondo alcuni storici nativa dell'isola).

Nonostante la liberazione, l'attività mercantile dell'isola subì un rapido declino dalla seconda metà del XIX secolo, in particolar modo dopo l'apertura del canale di Corinto nel 1904, favorendo l'emigrazione il conseguente progressivo spopolamento[2], frenato solo negli anni cinquanta dal crescere di quell'interesse turistico, prima per Delo e poi anche per Mykonos, che col tempo ne è diventato la principale fonte di sviluppo economico.