Ios è abitata fin dal Neolitico e soprattutto dal periodo protocicladico (III millennio a.C.), come testimonia il grande e pluripremiato insediamento di Skarkos, uno dei meglio conservati dell'Egeo. Durante l'epoca minoica l'isola ricevette influenze della civiltà cretese e cicladica, prima che Ioni e Dori vi si stabilissero intorno al 1100 a.C.
Nell'antichità il nome di Ios fu indissolubilmente legato a Omero: secondo la tradizione, sua madre era originaria dell'isola e qui egli stesso trovò la morte e fu sepolto, in località Plakoto. In epoca classica Ios fu membro della Lega Attica, mentre si conservano tracce di antichi templi, un acquedotto e fortificazioni.
In epoca medievale l'isola si fortificò a Paleokastro e nel 1397 il signore veneziano Marco Crispo rafforzò le mura della Chora. Nel 1537 Ios passò sotto l'Impero Ottomano; grazie al suo porto sicuro fu soprannominata «Piccola Malta». Nella Rivoluzione del 1821 l'isola partecipò attivamente, e da Ios era originario Spyridon Valetas, primo ministro dell'Istruzione del neonato stato greco.
In epoca più recente, dagli anni '60-'70, Ios divenne un polo di attrazione per gli hippy e in seguito un simbolo del divertimento giovanile delle Cicladi. Negli ultimi decenni si è costantemente riqualificata come destinazione turistica di qualità, coniugando la sua vivacità con il rispetto per la bellezza naturale e il patrimonio storico.