L'histoire de Syros commence dans les profondeurs de la préhistoire. Dès le IIIe millénaire av. J.-C., le site proto-cycladique de Chalandriani et le Kastri fortifié attestent d'une société florissante, marquée par les célèbres vases « en poêle » et les idoles cycladiques.
À l'époque classique, l'île participe à l'alliance athénienne et donne naissance au philosophe Phérécyde, maître de Pythagore. Suivent les siècles romains et byzantins, les raids de pirates poussant les habitants vers l'intérieur.
En 1207, Syros passe aux Vénitiens, qui établissent le caractère catholique d'Ano Syros — une particularité qui subsiste jusqu'à aujourd'hui. Sous protection française et papale, l'île jouit d'une relative sécurité, même sous la domination ottomane.
Son grand moment arrive avec la Révolution de 1821 : des réfugiés de Chios, Psara, Smyrne, Kasos et Crète se réfugient à Syros et fondent la nouvelle ville, Ermoupoli. En quelques décennies, elle devient le premier port de Grèce et un grand centre commercial de la Méditerranée.
Au XIXe siècle, Ermoupoli fait figure de pionnière : en 1823 est fondé le premier hôpital du pays, en 1833 le premier lycée de l'État grec moderne, et en 1854 est construit le premier navire à vapeur grec. Théâtres, usines, banques et demeures composent une ville symbole de la Grèce urbaine.
L'essor du Pirée à la fin du XIXe siècle réduit la puissance maritime de Syros, mais l'île demeure un centre administratif, culturel et intellectuel. Aujourd'hui, Ermoupoli est le siège de la Région de l'Égée-Méridionale et la capitale des Cyclades, vivante toute l'année, à la riche tradition culturelle et musicale.