In der Antike trug Amorgos den Namen Pangali, Pszchia,Markissia und Melania. Den antiken Geographen und Lexikographen zufolge, befanden sich auf Amorgos drei Städte, nämlich Arkessini (Ort Kastri), Minoa (Ort Mountoulia in Katapola) und Ägiali (Ort Wigla in Tholaria). Die archäologischen Funde zeigen, dass die erste Besiedlung auf Amorgos im 5. Jahrtausend v.Chr. geschah und werfen Licht auf die Grundlagen der Kykladenkultur auf der Insel und deren Beziehungen zu Naxos, Paros und anderen Orten.
Im 3. Jahrtausend v.Chr. lässt die Kykladenkultur ihre Spuren mit den berühmten Kykladenidolen hinter. Dann folgten chronologisch die Mykenische Kultur, später die Kolonisten aus der kleinasiatischen Stadt Milet und aus der Insel Naxos und danach die Teilnahme von Amorgos am Attischen Seebund. Die Herrscher auf der Insel wechselten sich ständig seit dem 3.- 2. Jh. v. Chr., nach den Makedonier kamen die Ptolemäer, die Samier, die Rhodier und die Römer. Die Verehrung hellenistischer Gottheiten herrschte auf Amorgos und seit dem 4.Jh.n.Chr. fing die Christianisierung der antiken Tempel an. Die Angriffe Sarazenischer Piraten bezwang die Inselbewohner Zuflucht in Kastro, in Kastri und in die 23 Türme der Insel aufzusuchen.
Die berühmte (und für die Gläubigen Wunder wirkende)Ikone der Panagia Hosoviotissa wurde aus Palästina während der Ikonenstreit, in der Byzantinischen Periode, abgeliefert. 1088 renovierte der byzantinische Kaiser Alexios Komninos das Kloster.
Aus der Zeit der venezianischen Herrschaft stammen der Turm von Gavras, der Kato Lakkos und der steingepflasterte Straße Loses. Während der osmanischen Herrschaft gab es ökonomisches Wachstum und kirchliche Wiedergeburt auf Amorgos. 1822 wurde Amorgos Sitz einer Provinz des neugegründeten griechischen Staats. 1829 mit Spenden des Klosters Panagia Hosoviotissa wurde eine der ersten griechischen Schulen gegründet.
Nach dem Zweiten Weltkrieg verringerte sich die Einwohnerzahl, wegen der Auswanderung nach Inland und Ausland. In den letzten 20 Jahre ist der Tourismus rasend gewachsen.