Balio sala, nepaisant jos mažumo, Malajų salyno istorijoje visada buvo atskiras kultūrinis ir politinis vienetas, saugojęs savo nepriklausomybę ir savitą identitetą.

Žmonės į Balio salą atkeliavo iš Azijos žemyno, spėjama, apie 2500 m. pr. m. e.; apie 100 m. pr. m. e. – atvykėliai iš Indijos. 913 m. užfiksuotas pavadinimas Balidwipa (sanskrito kalboje „Dwipa“ – 'krantas', 'šalis').

Madžapadhito imperija, kilusi iš Javos, suvienijo visą Malajų salyną, ir 1343 m. prijungė Balį. Maždaug apie 1500 m., vis labiau įsigalint islamui, imperija silpo. Visuotinė islamizacija sukėlė hinduizmo kultūros propaguotojų migracijas iš Javos. Dauguma jų kėlėsi į gretimą Balį. Tokiu būdu Balis liko vienintele neislamizuota sala salyne, ir šią kultūrą jis išsaugojo iki šiol.

1597 m. saloje netoli Kutos išsilaipino olandas Kornelis de Hutmanas (Cornelis de Houtman), nors 1585 m. salą jau buvo pasiekę portugalai. Saloje esančios karalystės priešinosi olandų kolonizacijai. Olandai pasitelkė sasakus iš gretimos Lomboko salos, nukariavo salos šiaurę bei rytus, po to – Badungą pietuose. Ilgiausiai priešinosi Tabanano, Karangasemo ir Gianjaro (Gianyar) karalystės.

Antrojo pasaulinio karo metu salą trumpam okupavo japonai, po to – vėl olandai. 1946 buvo numalšintas sukilimas prieš olandus (dabar tarptautins Balio oro uostas vadinamas žuvusio sukilimo lyderio Ngurah Rai vardu).

1950 m.Balis įėjo į Indonezijos sudėtį.