První obyvatelé se na tomto území objevili již před 6 000 lety a osídlili oblast Poliochni. Postupně  z Poliochni cíleně vybudovali silné město s 2 000 obyvateli, kteří se věnovali obchodu s Kréťany a Féničany, jejichž lodě křižovaly vody Egejského moře. V této době se Poliochni stalo silným střediskem, po materiální stránce srovnatelným s Trójou. Poliochni si pyšní titulem nejstaršího města Evropy, avšak je to Trója, která měla to štěstí být opěvována Homérem a být objevena Schliemannem. Obyvatelé Poliochni byli výborní řemeslníci a pomohli vytvořit vyspělou kulturu. Vykopávky poukazují na fakt, že tato prosperita musela být ukončena násilnou a prudkou změnou jakou bylo zemětřesení nebo erupce sopky Moschylos. Archeologické vykopávky v této oblasti začaly roku 1931 pod vedením italské školy. Veškeré nálezy z Poliochni jsou vystaveny v Archeologickém muzeu v Myrině nebo v Národním archeologickém muzeu v Athénách.

Po ničivé zkáze byl ostrov pomalu osídlen Thráky, kteří se věnovali metalurgii, pastevectví a vinařství. Ti byli vytlačeni bojovnými Mínojany, kteří byli výborní mořeplavci. Osídlili oblast dnešního hlavního města Myriny a ostrov zažil další rozkvět. Další obyvatelé Limnosu, Achájové, přišli z Evie.
Pod perskou nadvládu se ostrov dostal r. 512 př.n.l. Následovaly vleklé Peloponéské války, na jejímž konci ostrov zabrali Sparťané a Filip II.
Po smrti Alexandra Velikého následovalo neklidné období až do příchodu Římanů r. 146 př. n.l.. Limnos  se stal jablkem sváru mezi athénským  a římským lidem.
Důležitým mezníkem je až rok 270 n.l., kdy ostrov zažil již druhý ničivý pád. Téměř celý byl zničen barbarskými Góty.

Rozkvět zažil Limnos až v době byzantské. Velký vliv hrála strategická pozice ostrova pro námořní dopravu,  kdy obyvatelé ostrova kontrolovali průlivu Bospor  a všechny lodě plujícíc do Konstantinopole. Bohatě členěné pobřeží a příhodné mořské proudy zajistily vhodné podmínky pro zbudování přístavu a silné námořní flotily.
V 7. století se na Limnosu objevují bojovní Arabové, kteří si ho na jedno století podrobili.
Osvobodil ho až byzantský generál Ionnis Rodinos roku 924. Limnos si může na krátkou dobu zase oddychnout.
Další boje přicházejí s pádem Konstantinopole a křížovými výpravami.
Od roku 1207 vládne na ostrově Philokalos Navigoso, za jehož vlády se staví kostely, opevnění a další významné stavby jako pevnost v Myrině a Kotsinu.
Pod byzantskou nadvládu se Limnos dostal r. 1278 - 1442. Kdy se Konstantin Palaiologos, poslední byzantský vládce, vracel zpět do Konstantinopole a cestou se stavil na Limnosu vyzvednout svou ženu Aikaterini. Oba byli zatlačeni Turky na pevnost Kotsinos, kde 27 dní odolávali nátlaku než se vzdali. Ztráty byly však fatální, ztráta nenarozeného potomka, ztráta manželky. S velkými poctami byli pohřbeni v Paliokastru v Myrině.
Limnos se opět stává místem boje mezi Turky a Benátčany a ocitíme se v době slavné hrdinky Marouly, která zachránila lid před otroctvím a zostuzením.
Maroula byla dcerou váženého aristokrata Isidora  a Euphropsyne Komnenos. Získala výborné vzdělání a do 21.5. 1478 žila obyčejným životem, dokud na ostrov se svou silou nevtrhl turecký vojevůdce Sulejman. Obyvatelé statečně chránili svůj ostrov z pevnosti Kotsinos, Isidor Komnenos byl vážně raněn a zdálo se, že vše je ztraceno. V tu chvíli se zjevila Maroula třímající meč s krví svého otce. Tímto statečným činem povzbudila své spolubojovníky a společně se jim podařilo zatlačit Turky zpět. Socha Marouly se zdviženým mečem stojí u pevnosti  Kotsina. Roku 1479 Benátčani a Turci podepsali výměnnou smlouvu na jejímž základě byl Limnos přenechán Turkům. Následovalo dlouhé období Otomanské nadvlády.
V 18.století se na ostrově objevili Rusové pod vedením generála Orlova a začala válka s Turky. Ostrované se přidali na ruskou stranu, obléhání trvalo 3 měsíce a bylo ukončeno podepsáním mírové dohody. Následovalo kruté období tureckého pronásledování křesťanských ideí, kdy bořily a ničily chrámy a kostely, pronásledovali mnichy a šiřitele křesťanství.
1830 byla podepsána Londýnská smlouva, na jejímž základě Limnos nebyl součástí svobodného Řecka a tudíž stále zůstával pod tureckou nadvládou. Na své osvobození musel Limnos čekat dalších  82 let. Ostrov byl osvobozen Řeky  pod vedením admirála Kountouriotia  8.10. 1912. Vítaly ho řecký vlajky a radost místních obyvatel. Po 456 letech se ostrov Limnos  konečně zbavil cizí nadvlády.
Mnoho mladých mužů v nadšení vstoupilo do řecké armády a úspěšně bojovalo v Malé Asii, ztráty na životech však byly velké. V každém městě a vesnici byly postaveny pomníky a kříže uctívající památku padlých hrdinů. Opět díky své výhodné poloze byl ostrov zaplaven 5 000  uprchlíky z Malé Asie. Špatné životní podmínky, hlad a hustá osídlenost způsobily vznik epidemií, při kterých zahynulo mnoho lidí. Ti, co přežili se s místním obyvatelstvem asimilovali.
Během druhé světové války ostrov okupovali Němci, zatkli tisíce lidí a 20 jich popravili. Německá okupace skončila 16.10. 1944.
Limnos se jen těžko probíral z válečných ztrát, hospodářská prosperita byla pryč a mnoho mladých lidí z ostrova odchází do Austrálie, USA, Německa, Belgie, Afriky za vidinou lepšího živobytí. Mnoho z nich Limnos podporovalo ze zahraničí, vytvářením spolků a asociací na podporu zachování místních tradic.
V současné době je Limnos prosperující ostrov, který však není turisty masově vyhledávaný. Nabízí ještě neobjevené krásy řeckých ostrovů a tudíž je ideálním cílem pro klidnou dovolenou.