Считается, что остров был заселен в VI веке нашей эры рыбаками с Малайского полуострова и Китая. Остров нанесен на китайские карты династии Мин, датируемые 1687 годом под названием Pulo Cornam. Происхождение названия Самуй неизвестно. Возможно, это измененное название одного из деревьев, произрастающих на острове — mui, или это измененное китайское слово Saboey, которое переводится как «убежище». Koh в переводе с тайского означает «остров».

Во время второй мировой войны Самуй был оккупирован Японией.

До конца XX века Самуй был изолированной, самодостаточной общиной, имеющей слабые связи с материковой частью Таиланда. На острове даже не было дорог до начала 1970-х годов, и путь в 15 км из одной части острова в другую превращался в 24-часовое путешествие через горные джунгли в центральной части острова. Лишь в 1967 году губернатор внёс предложение о проектировании и строительстве дорог.

Первые туристы появились на острове в 1970-х годах. Организованный туризм начал развиваться с конца 1980-х гг.

Население острова составляет около 45 000 человек, основными доходами которого являются туризм, экспорт каучука и кокосовых орехов. Хотя в общественном мнении остров до сих пор представляется нетронутым уголком дикой природы, экономический рост принес не только выгоду местным жителям, но и заметные изменения окружающей среды и культуры, что стало источником конфликта между местными жителями и иммигрантами из других частей Таиланда и других стран.