Iraklia ist seit den Tiefen der Antike bewohnt und gehörte stets zum Einflussbereich des benachbarten Naxos. Ihr Name wird dem Helden Herakles zugeschrieben, während die Ruinen des hellenistischen Turms über Livadi von einer organisierten Besiedlung und Befestigung bereits in der Antike zeugen. Die Höhle von Ai-Giannis scheint bereits in der Antike bekannt und als Kultstätte genutzt worden zu sein.
In römischer und byzantinischer Zeit teilte die Insel das Schicksal der umliegenden Kykladen. Nach dem Vierten Kreuzzug und der Einnahme von Konstantinopel (1204) wurde Iraklia in das venezianische Herzogtum des Ägäisches Meeres mit Sitz auf Naxos eingegliedert.
In den Jahren der Piraterie entvölkerte sich Iraklia, wie die meisten kleinen Inseln der Ägäis, nahezu vollständig: Die Bewohner verließen die Küsten, um den Überfällen zu entgehen. Über lange Zeiträume blieb die Insel unbewohnt und wurde nur zum Weiden und für den Anbau von Bewohnern von Naxos und Amorgos genutzt.
Die dauerhafte Wiederbesiedlung erfolgte im 19. Jahrhundert, als Familien vor allem aus Amorgos und Naxos sich auf der Insel niederließen und von Viehzucht, Landwirtschaft und Fischfang lebten. Heute bleibt Iraklia, mit nur wenigen ständigen Einwohnern, eine der unberührtesten und authentischsten Inseln aller Kykladen.