L’histoire de l’île a commencé après une séparation territoriale de la côte asiatique.
Pendant les années de son existence, l’île a été habitée par un mélange de nations et a accepté un mélange de civilisations. L’île passa successivement des pré-grecs aux Doriens en 1000 av. J.-C., puis aux Vénitiens, aux Chevaliers de Saint-Jean en 1310 après J.-C., aux Turcs en 1552, afin de revenir dans les bras modernes de son passé maternel hellénistique en 1948.
Tilos a été habitée dès le Néolithique (8000-7000 av. J.-C.), dont en témoignent les découvertes paléontologiques importantes et impressionnantes d’éléphants préhistoriques. Leurs squelettes ont été trouvés après les fouilles qui ont eu lieu dans la grotte de Charkadio. D’autres fouilles prouvent que les Minoens et par la suite les Mycéniens vivaient aussi sur Tilos, comme dans d’autres îles du Dodécanèse. L’île était également habitée par les Pélasgiens, ce que l’on peut voir sur les murs que l’on a pu retrouver.
Hérodote parle de l’âge d’or de Tilos au VIIe siècle av. J.-C., au cours duquel Tilini de Gelas colonisa la Sicile avec les habitants des îles Tilos et les habitants de Lindos.
Au Ve siècle av. J.-C., Tilos fait partie de la confédération athénienne et reste dépendante de l’île de Rhodes, jusqu’à son passage aux Romains. La richesse des découvertes archéologiques datant de l’époque romaine et du début du christianisme reflète la prospérité de l’île.
