La obsidiana de Milos era una mercancía ya hace 15.000 años. La posición de Milos, entre la Grecia continental y Creta, y su posesión de obsidiana, la convirtió en un importante centro de la civilización temprana del Egeo. Milos perdió su importancia en la fabricación de armas cuando el bronce se convirtió en el material preferido para la fabricación de armas.
En tiempos históricos, la isla fue ocupada por dorios de Laconia. En el siglo VI a.C., volvió a producir una notable serie de jarrones, de gran tamaño, con temas mitológicos y ornamentación orientalizante, y también una serie de relieves de terracota.
Durante la segunda fase de la Guerra del Peloponeso, en 416 a. C., Atenas atacó a Melos, con un ejército de más de 3.000 soldados, por negarse a rendir tributo y negarse a unirse a la alianza de Atenas contra Esparta. Los atenienses ejecutaron a todos los hombres adultos que capturaron y vendieron a mujeres y niños como esclavos.
Más tarde, Milos siguió el destino de las otras islas Cícladas, subyugado a los macedonios, los romanos y luego los bizantinos. En los primeros tiempos cristianos había en Milos varios residentes judíos y, por lo tanto, el cristianismo se extendió con bastante rapidez. Durante el período franco, Marco Sanudo se apoderó de Milos y en 1207 se unió a él con el ducado de Naxos. En 1537, Hayredin Barbarroja, uno de los piratas más grandes de todos los tiempos, como jefe de la flota turca, saqueó y destruyó la mayoría de las islas del Egeo, pero Milos se libró de su furia destructiva. Desde 1566 Milos pasó de los venecianos a los turcos. Durante la ocupación turca, fue una base para piratas.
Desde 1830, según el Protocolo de Londres, Milos, como todas las islas Cícladas, se incluyeron en el estado griego recién establecido.
El 9 de mayo de 1941, la ocupación alemana se impuso en la isla, a modo de excepción, en relación con las otras islas de las Cícladas, que se unieron a la zona de ocupación italiana.
