Iraklia est habitée depuis les tréfonds de l'Antiquité et appartenait toujours à la sphère d'influence de la voisine Naxos. Son nom est attribué au héros Héraclès, tandis que les ruines de la tour hellénistique au-dessus de Livadi témoignent d'une occupation organisée et d'une fortification dès l'époque antique. La grotte d'Aï-Giannis semble avoir été connue et vénérée dès l'Antiquité.
À l'époque romaine et byzantine, l'île a suivi le sort des Cyclades environnantes. Après la quatrième croisade et la prise de Constantinople (1204), Iraklia fut intégrée au Duché de l'Égée des Vénitiens, avec Naxos pour siège.
Aux temps de la piraterie, comme la plupart des petites îles de la mer Égée, Iraklia se dépeupla presque entièrement : les habitants abandonnèrent les côtes pour échapper aux raids. Pendant de longues périodes, l'île resta inhabitée, utilisée seulement pour le pâturage et les cultures par des habitants de Naxos et d'Amorgos.
Le repeuplement permanent eut lieu au 19e siècle, lorsque des familles venues surtout d'Amorgos et de Naxos s'installèrent sur l'île, vivant de l'élevage, de l'agriculture et de la pêche. Aujourd'hui, Iraklia, avec très peu d'habitants permanents, demeure l'une des îles les plus intactes et authentiques de toutes les Cyclades.