Το νησί αποτελούσε τμήμα της Στρογγύλης κατά τα προϊστορικά χρόνια. Με το μεγάλο σεισμό και την έκρηξη του ηφαιστείου το 1650 π.Χ. η Θηρασιά αποκόπηκε. Σύμφωνα με τον Πτολεμαίο η Θηρασιά ήταν σημαντικός οικισμός κατά την περίοδο του κυκλαδικού πολιτισμού. Το 1397 μ.Χ. ο Δούκας της Νάξου, εκχώρησε στον γιο του τη Θηρασιά και την Ίο. Στα μέσα του 19ου αιώνα η Θηρασιά, όπως και η Θήρα διέθεταν ορυχεία θηραϊκής γης με εξαγωγές σε χώρες όπως η Αίγυπτος. Κατά τη διάρκεια εργασιών στο ορυχείο Αλαφούζου ανακαλύφθηκαν λείψανα αρχαίου κτιρίου, πήλινα αγγεία και ανθρώπινοι σκελετοί, οι οποίοι χρονολογήθηκαν στην Ύστερη Εποχή του Χαλκού. Αυτό ήταν και το έναυσμα για τις ανασκαφές στο Ακρωτήρι της Θήρας. Σπουδαίες ανακαλύψεις της Πρώιμης και Μέσης Εποχής του Χαλκού έχουν έρθει στο φως και από την περιοχή Κοίμηση στα νοτιοανατολικά του νησιού.