Κατά την μυθική παράδοση που σώζεται μέχρι σήμερα, η Λήμνος και η Ίμβρος αποτελούσαν κάποτε ένα νησί που ανήκε σ' έναν ηγεμόνα , που μετά το θάνατό του το άφησε στους δυο γιους του.Ο ένας απ' αυτούς θέλησε να εξαπατήσει τον άλλο παίρνοντας για τον εαυτό του κατά τη διανομή το μεγαλύτερο μέρος.Τιμωρήθηκε όμως από τους θεούς ,οι οποίοι χώρισαν το νησί μοιράζοντάς το δίκαια.Έτσι δημιουργήθηκε η θάλασσα ανάμεσα στην Ίμβρο και τη Λήμνο.
Ο παραπάνω μύθος πρέπει να έχει κάποια πραγματική βάση, διότι στον κόλπο του Αγίου Ερμολάου, στο βυθό της θάλασσας διακρίνονται κτίρια και μαρμάρινοι κρουνοί, που δίνουν την εντύπωση βυθισμένης πολιτείας και φέρουν το όνομα Μύθωνες.

Η Λήμνος αποτέλεσε ενδιάμεσο σταθμό στις μεταναστεύσεις προϊστορικών ανθρώπων από την Ασία προς την Ευρώπη.Οι πρώτοι άνθρωποι που έζησαν εδώ ήταν της μέσης νεολιθικής εποχής κατά την 5η χιλιετηρίδα π.Χ. Το πιο πιθανό είναι ότι ήρθαν από τη Μ.Ασία και κατοίκησαν σε όλο το νησί.Νεολιθικοί οικισμοί έχουν βρεθεί σε πολλά σημεία όπως στην Αξιά, στην Ηφαιστεία , στην Κύμη, στο Κουκονήσι της Λήμνου,κ.α.Εκεί όμως που κατάφεραν να αναπτύξουν έναν αξιόλογο πολιτισμό ήταν η περιοχή της Πολιόχνης στη παραλία το Βοροσκόπου κοντά στο χωριό Καμίνια. Στο σημείο αυτό οι ανασκαφές έφεραν στο φως έναν σπουδαίο πολιτισμό που η διάρκειά του ξεπέρασε τα 1500 χρόνια. Ξεκίνησε από ένα μικρό νεολιθικό χωριό και κατέληξε σε μιαν ακμάζουσα πόλη της περιόδου της Χαλκοκρατίας, η οποία καταστράξηκε ξαφνικά γύρω στα 1300 π.χ. πιθανότατα από μεγάλο σεισμό.

Σύμφωνα με τον Όμηρο παλαιότεροι κάτοικοι ήταν οι Σίντιες.Ο Όμηρος αναφέρει ότι ήταν αγριόφωνοι και ζούσαν σε σπηλιές.Κατά τον ίδιο , ο θεός Ήφαιστος εκσφενδονισθείς από το Δία εκδιώχθηκε από τον Ουρανό. Μετά από περιπλάνηση μιας ολόκληρης ημέρας ανάμεσα στη Γη και το στερέωμα, έπεσε το δειλινό στο μυθικό βουνό της Λήμνου Μόσυχλο.Κατά το πέσιμό του στο έδαφος έσπασε το πόδι του γι' αυτό τον συναντάμε κουτσό. Οι κάτοικοι του επεφύλαξαν θερμή υποδοχή,και για να ανταποδώσει ο Ήφαιστος τους δίδαξε την τέχνη της μεταλλουργίας και γρήγορα προόδευσαν και δημιούργησαν την πόλη Ηφαιστεία(όνομα προς τιμήν του Ηφαίστου).Η ευημερία αυτή προκάλεσε το φθόνο των Κρητών που κυριαρχούσαν αυτή την εποχή στη Μεσόγειο, ώστε επιχείρησαν να την καταλάβουν.Κατά συμβουλή όμως του Ηφαίστου , οι Λήμνιοι υποδέχθηκαν τους Κρήτες πολύ φιλικά , ώστε ο βασιλιάς τους Ραδάμανθυς συγκινημένος παραιτήθηκε από το σκοπό του και τους έδωσε ως βασιλιά έναν από τους εκλεκτότερους στρατηγούς του , τον Θόαντα, γυιό του Διονύσου και της Αριάδνης. Τη φιλία του ευημερούντος νησιού επεδίωξε και ο Κρηθέας, βασιλιάς των Μινύων από τη Θετταλομαγνησία, δίνοντας στον Θόαντα την θυγατέρα του Μύρινα για γυναίκα.

Κατά την διάρκεια της βασιλείας του Θόαντα, τρομακτικές ηφαιστειακές εκρήξεις συντάραξαν το νησί. Υπαίτιο θεωρήθηκε το αγαλματίδιο της Αφροδίτης , που ήταν τοποθετημένο κοντά στο άγαλμα της "Λημνίας Βοός" και γι' αυτό πετάχθηκε στη θάλασσα. Η θεά Αφροδίτη εκδικήθηκε τις Λημνιές δίνοντας στο σώμα τους φοβερή δυσοσμία, που απωθούσε τους άνδρες τους.Όταν αυτοί έφεραν ικανό αριθμό γυναικών από τη γειτονική Θράκη, οι Λημνιές εξοργίσθηκαν και υπό την αρχηγία της θυγατέρας του Θόαντα ,Υψιπύλης, σκότωσαν όλους τους άνδρες και τους πέταξαν στη θάλασσα από κοντινό λόφο που ονομάσθηκε γι' αυτό Πέτασος(φωτο). Ένα χρόνο αργότερα προσέγγισαν στη Λήμνο οι ήρωες της Αργοναυτικής εκστρατείας. Ο Ιάσωνας με τους συντρόφους του ήλθαν σε επιμειξία με τις Λημνιές, απ' όπου προήλθε ο λαός των Μινύων.Ο Ιάσωνας παντρεύτηκε την Υψιπύλη και από το γάμο αυτό γεννήθηκαν ο Εύνηος και ο Διήπυλος.Η μυθική αυτή εποχή κρατάει από το 4000 πΧ μέχρι το 1000 πΧ οπότε αρχίζει η καθεαυτού ιστορική περίοδος με την εγκατάσταση των Πελασγών, προγόνων των Αχαιών(Α΄ ΑΠΟΙΚΙΣΜΟΣ).Οι Πελασγοί με την κατάληψη και των γειτονικών νησιών προόδευσαν γρήγορα και δημιούργησαν μεγάλη ναυτική δύναμη.Οι Πελασγοί κυριάρχησαν στο νησί μέχρι το 510πΧ οπότε ο στρατηγός Μιλτιάδης απελευθέρωσε το νησί από τον περσικό ζυγό και εγκατέστησε σ' αυτό τους πρώτους κληρούχους. Οι κληρούχοι ήταν Αθηναίοι πολίτες στους οποίους έδιναν ορισμένο τμήμα γης και οι οποίοι εγκατεστημένοι ανάμεσα στους ιθαγενείς είχαν προορισμό να τους κρατάνε σε υποταγή.Έτσι η Λήμνος έγινε αναπόσπαστο τμήμα της Αθηναϊκής Δημοκρατίας.

Μετά τον Φωκικό πόλεμο , η Λήμνος υποτάχθηκε για λίγο στους Μακεδόνες του Μεγάλου Αλεξάνδρου.Μετά τον θάνατό του περιήλθε στην εξουσία διαφόρων διαδόχων. Με την επικράτηση των Ρωμαίων στον ελλαδικό χώρο, η Λήμνος αποσπάται από τους Αθηναίους και ανακηρύσσεται ελεύθερο νησί -κατόπιν όμως λεηλατείται βάναυσα απότους Ρωμαίους που άρπαξαν όλα τα αναθήματα και τα πολύτιμα σκεύη του ναού της Ηφαιστείας.Το έργο της καταστροφής συμπλήρωσε ισχυρός σεισμός που μετέβαλε σε ερείπια τις πόλεις Μύρινα και Ηφαιστεία. (Κατά τους χρόνους της αθηναϊκής κυριαρχίας επικράτησε και η ονομασία ΔΙΠΟΛΙΣ, που προήλθε από την ύπαρξη των δύο μεγάλων πόλεων Μύρινας και Ηφαιστείας.)
Κατά τους χρόνους αυτούς σημαντική ήταν η πνευματική και καλλιτεχνική κίνηση στο νησί .Στα γράμματα διακρίθηκαν ο Αντίλοχος (5ος αι. π.Χ) και Απολλόδωρος (4ος αι. π.Χ) και οι Φιλόστρατοι που έζησαν τον 2ο και 3ο αι μ.Χ.Ανάμεσα στους καλλιτέχνες εξέχουσα θέση κατέχουν οι Γλαύκος και Αλκαμένης(5ος αι. π.Χ)

Κατά τους Βυζαντινούς χρόνους η Λήμνος υπάγεται στο Θέμα του Αιγαίου και δοκιμάστηκε επανειλημμένα από άγριες πειρατικές επιδρομές. Με την κατάλυση της Βυζαντινής αυτοκρατορίας από τους Σταυροφόρους , την εξουσία στο νησί πήραν οι Ενετοί Ναβικαγιόζοι μέχρι το 1278μ.Χ, οπότε απελευθερώθηκε από τον Βυζαντινό ναύαρχο Λικάριο.Αργότερα τη Λήμνο κυβέρνησαν οι Γενοβέζοι Γατελούζοι, μέχρις ότου περιήλθε στην τουρκική κυριαρχία και παραχωρήθηκε στον αδελφό του Κωνσταντίνου Παλαιολόγου , Δημήτριο από τον Μωάμεθ Β΄ ως φέουδο.

Σύντομα όμως ανακαταλήφθηκε από τους Ενετούς που το κράτησαν ως το 1479.Κατά τον πόλεμο μεταξύ Ενετών και επιτιθέμενων Τούρκων,έλαβε χώρα ηρωϊκό κατόρθωμα από τη Μαρούλα, νεαρή κόρη της Λήμνου, η οποία κατά την υπεράσπιση του φρουρίου του Κότσινα(φωτο), όταν είδε τον πατέρα της να πεθαίνει στη μάχη, άρπαξε το ξίφος του, όρμησε κατά του εχθρού και ενθάρρυνε με αυτό τον τρόπο τους συμπατριώτες της που απέκρουσαν τον εχθρό.Στην Τουρκοκρατία η Λήμνος υπέφερε αρκετά από τον ξένο δυνάστη παρά το γεγονός ότι του Τουρκικό δημόσιο εκμεταλλευόταν μονοπωλιακά τη "λημνία γη"(γίνεται σχετική αναφορά και από τον Όμηρο,και η Λήμνος είναι η πρώτη που στο εμπόριο της θεραπευτικής γης καθιέρωσε το "σήμα κατατεθέν " με μια σφραγίδα που έβαζαν πάνω στο χώμα)για τις περίφημες θεραπευτικές ιδιότητές της.Μια ελπίδα αποτίναξης του τουρκικού ζυγού δημιουργήθηκε με την ελληνική Επανάσταση του 1770 κατά το Ορλωφικά.Οι Ρώσοι αφού αποβιβάστηκαν στο νησί πολιόρκησαν με τη βοήθεια και των Λημνιών το κάστρο της Μύρινας.Όταν όμως παρουσιάστηκε ο Χασάν Τζεζάερλη με ισχυρή δύναμη, οι Ρώσοι εγκατέλειψαν το νησί αφήνοντας τους χριστιανούς της Λήμνου στην εκδικητική μανία των Τούρκων, θύμα της οποίας έπεσε μεταξύ άλλων και ο μητροπολίτης Λήμνου Ιωακείμ από τη Χίο.

Το 1821 η Λήμνος συμμετέχει στον αγώνα υπέρ της ανεξαρτησίας με 15 μεγάλα εμπορικά πλοία και ποικίλους άλλους τρόπους. Η ελευθερία όμως ήρθε πολύ αργότερα στις 8 Οκτωβρίου 1912-όταν ο ναύαρχος Κουντουριώτης κατέπλευσε στο λιμάνι του Μούδρου και εξουδετέρωσε την τουρκική φρουρά.Στους Βαλκανικούς πολέμους η Λήμνος χρησιμοποιήθηκε ως βάση για το ελληνικό ναυτικό και η θριαμβευτική ναυμαχία της Λήμνου έγινε εδώ στις 3 Ιανουαρίου του 1913.Κατά τον Α΄Παγκόσμιο πόλεμο το νησί ήταν ορμητήριο των ναυτικών επιχειρήσεων των συμμάχων, ειδικά στη μάχη της Καλλίπολης.Οι Άγγλοι έχουν διατηρήσει έως σήμερα ένα μνημείο στο Πορτιανού(φωτο), για τους Άγγλους και Αυστραλούς που έπεσαν στην Καλλίπολη.
Σημαντική ήταν η προσφορά του νησιού κατά την Εθνική Αντίσταση ενάντια στο Γερμανό κατακτητή και πολλά είναι τα παιδιά της Λήμνου που έδωσαν το αίμα τους στον αγώνα αυτόν.