Согласно Диодору Сицилийскому название острову дала предводительница североафриканских амазонок Мирина, после того как во время шторма попала на него: «…она дала ему имя Самофракия, что означает в переводе на греческий язык „священный остров“, хотя некоторые историки утверждают, что он раньше назывался Самос и затем получил название Самофракия от фракийцев, которые в свое время жили на нем»[1].

Остров известен с древности своими Кабирскими мистериями, происходившими в «Святилище Великих Богов» (сегодня местечко Палеополис).

Согласно преданию, именно на Самотраки царь Филипп II Македонский и его жена Олимпиада зачали своего сына — Александра Македонского.

Всемирную известность также принесла острову статуя, найденная на острове в 1863 году и сегодня находящаяся в парижском Лувре — Ника Самофракийская.

В 70 году до н. э. остров стал провинцией Римской империи, но из уважения к Кабирским мистериям римляне предоставили острову автономию.

С распадом Римской империи остров становится византийским до 1204 года, затем переходит в руки венецианцев и генуэзцев.

Турки-османы завоёвывают остров в 1457 году.

В 1821 году, с началом греческой революции, турки вырезали почти всё население острова (см. Самофракийский холокост). Опустошённый остров в последующие годы был заселён греками с близлежащих островов.

Остров был освобождён греческим флотом во время греческо-турецкой войны в 1912 году.