Secondo l'antica mitologia greca, Lemnos era l'isola di Efesto. La leggenda narra che sbarcò su quest'isola quando Era, sua madre, lo gettò dall'Olimpo perché lo vide brutto. Gli abitanti dell'isola si presero cura di lui e in cambio insegnò loro l'arte del fabbro. Tuttavia, un altro mito collega la storia di Lemno con Filottete, un antico eroe che fu abbandonato a Lemno sulla strada per Troia. Gli scavi archeologici nel tempio di Kaveiri e nell'antico sito di Poliochni hanno portato alla luce i primi insediamenti dell'età del bronzo. Lemno passò sotto il dominio persiano nel V secolo a.C. e si unì all'Alleanza ateniese dopo la fine delle guerre persiane, di cui rimase parte per quasi tutto il periodo classico. Quindi Lemno passò poi sotto il dominio macedone. I romani dichiararono l'isola libera nel 197 a.C. ma la restituirono ad Atene solo nel 166 a.C. Dopo la divisione dell'Impero Romano, Lemnos si unì all'Impero Bizantino. Dopo la caduta dell'Impero bizantino, Lemnos divenne preda delle incursioni dei pirati. Nel 1453 passò sotto il dominio genovese, che portò grande prosperità economica e commerciale. Dal 1462 al 1479 Lemnos fu oggetto di guerre tra Veneziani e Turchi. Venezia fu costretta a cederla all'Impero Ottomano quando divenne la potenza suprema dell'Egeo. Dopo la rivoluzione greca del 1821, Lemnos, come le altre isole dell'Egeo orientale, non si unirono al nuovo stato greco. Lemnos fu finalmente liberata nel 1912 ma incorporata nel resto della Grecia solo nel 1920.