Therasia faceva un tempo parte di un'unica isola vulcanica, la mitica Strongyle (o Kalliste), insieme all'attuale Santorini. Intorno al 1600 a.C. la cosmogonica eruzione minoica fece esplodere il centro del vulcano, fece sprofondare l'interno dell'isola e formò l'enorme caldera; così Therasia si staccò e rimase sul lato occidentale del cratere.
Therasia occupa un posto particolare nell'archeologia dell'Egeo. Già nel 1866–1867, quando l'isola veniva cavata per l'estrazione della celebre «terra di Thera» vulcanica usata nel canale di Suez, vennero alla luce edifici e reperti preistorici — una scoperta che precedette nel tempo il grande scavo di Akrotiri a Santorini e attirò per la prima volta l'interesse scientifico sulla civiltà preistorica della regione.
Nell'antichità l'isola si trovava nell'ombra della potente Antica Thera. Dopo il periodo romano e bizantino, con la Francocrazia Therasia passò, insieme a Santorini, sotto il dominio veneziano ed entrò nella sfera del Ducato dell'Egeo, subendo al contempo le incursioni dei pirati che costringevano gli abitanti a costruire lontano dal mare.
Sotto l'Impero Ottomano e in seguito, all'interno del più recente stato greco, Therasia rimase un'isola agricola povera ma fiera, con un'economia basata sulla vite, il vino e i prodotti vulcanici. Mentre la vicina Santorini si trasformava in una destinazione turistica mondiale, Therasia si spopolava gradualmente — e proprio per questo ha mantenuto intatto l'aspetto autentico della «vecchia Santorini».