Тирасия когда-то была частью единого вулканического острова, мифической Стронгили (или Каллисты), вместе с современной Санторини. Около 1600 года до н.э. катастрофическое Минойское извержение разнесло центр вулкана, обрушило внутреннюю часть острова и образовало огромную кальдеру; так Тирасия отделилась и осталась на западной стороне кратера.
Тирасия занимает особое место в археологии Эгейского моря. Уже в 1866–1867 годах, когда остров разрабатывался ради знаменитой вулканической «фирской земли», использовавшейся при строительстве Суэцкого канала, были обнаружены доисторические строения и находки — открытие, предшествовавшее по времени великим раскопкам Акротири на Санторини и впервые привлекшее научный интерес к доисторической культуре региона.
В древности остров находился в тени могущественной Древней Феры. После римского и византийского периодов, во времена франкократии, Тирасия вместе с Санторини перешла под венецианское владычество и вошла в сферу Герцогства Архипелага, одновременно терпя набеги пиратов, вынуждавшие жителей строиться вдали от моря.
При Османской империи и позднее, в составе современного греческого государства, Тирасия оставалась бедным, но гордым сельским островом, чья экономика держалась на винограде, вине и вулканических продуктах. По мере того как соседняя Санторини превращалась во всемирный туристический центр, Тирасия постепенно пустела — и именно поэтому сохранила нетронутым подлинный облик «старой Санторини».