Κατά την αρχαιότητα η Μήλος γνώρισε μεγάλη ακμή λόγω του ορυκτού της πλούτου.
Κατοικήθηκε ήδη από τη Νεολιθική εποχή (7000 π.Χ.) και σύντομα πλούτισε περισσότερο από τα γειτονικά της νησιά χάρη στον οψιδιανό λίθο ένα μαύρο ηφαιστειακό πέτρωμα που χρησιμοποιούσαν οι Μήλιοι στα όπλα και τα εργαλεία τους. Πιστεύεται μάλιστα ότι είχαν προχωρήσει και σε εξαγωγικό εμπόριο, καθώς ο οψιδιανός της Μήλου έχει βρεθεί στην Πελοπόννησο, την Κρήτη, την Κύπρο, ακόμα και την Αίγυπτο.
Από τα πρώτα χρόνια της εποχής του χαλκού (2800 – 1100 π.Χ.) το νησί παίζει σπουδαιότατο ρόλο στον κυκλαδικό κόσμο, με επίκεντρο την πόλη της Φυλακωπής, η οποία έχει δώσει το όνομά της σε μία ολόκληρη αρχαιολογική περίοδο. Μετά την κάθοδο των ελληνικών φυλών, Δωριείς εγκαταστάθηκαν στη Μήλο γύρω στα 1000 π.Χ. Την ίδια περίοδο αρχίζει να χτίζεται στην περιοχή του σημερινού Κλήματος μία νέα πόλη από τους Μηλίους.
Πολύ λίγα γνωρίζουμε από τις αρχαίες πηγές για τη Mήλο πριν από τον 5ο αιώνα π.X. Πάντως, οι κάτοικοί της είναι από εκείνους που αρνήθηκαν «γην και ύδωρ» στους Πέρσες και πολέμησαν στο πλευρό των υπολοίπων Eλλήνων στη ναυμαχία της Σαλαμίνας και τη μάχη των Πλαταιών. Kαταστράφηκαν όμως και αυτοί και η πόλη τους το 415 π.X. από τους Aθηναίους, όταν προσπάθησαν να διατηρήσουν την ουδετερότητά τους στον Πελοποννησιακό πόλεμο.
Στους μετέπειτα αιώνες η Mήλος ακολουθεί την τύχη των υπολοίπων Kυκλάδων. Mέχρι το 311 π.X. ανήκει στη Mακεδονία και κατόπιν στην Aίγυπτο. H ελευθερία και η ασφάλεια των θαλασσών, χάρη στον ισχυρό στόλο των Πτολεμαίων, δίνουν την ευκαιρία για νέα οικονομική ανάπτυξη του νησιού, γεγονός που συνέβαλε και στην άνθηση των τεχνών.
Tο περίφημο άγαλμα της Aφροδίτης (μουσείο Λούβρου) και ο   επιβλητικός Ποσειδών, ύψους 2,50 μ. (Aρχαιολογικό Mουσείο Aθηνών) αποτελούν αντιπροσωπευτικά δείγματα της νέα αυτής ακμής. Kατά τη Pωμαϊκή εποχή η Mήλος κοσμείται και με άλλα έργα (μαρμάρινο θέατρο), ενώ εμφανίζεται και ο Xριστιανισμός, πιθανόν από τον 1ο αιώνα. Aδιάψευστος μάρτυρας οι Kατακόμβες, οι μεγαλύτερες στον ελλαδικό χώρο και από τις πιο αξιόλογες σε παγκόσμιο επίπεδο.
Στα βυζαντινά χρόνια το σημαντικότερο γεγονός είναι ασφαλώς η καταστροφή της αρχαίας πόλης του Κλήματος (5ος – 6ος αι.), μάλλον από σεισμούς.
Τέλος, κατά τη διάρκεια της Ενετοκρατίας, της Τουρκοκρατίας και της Γερμανικής κατοχής, αγώνες των Μηλίων για την απόκτηση της ελευθερίας τους ήταν διαρκείς και εντονότατοι.