Su primer nombre fue Etalia (Aethaleia Αἰθάλεια) por su naturaleza volcánica y según se cree en relación con la montaña llamada Mosychlus (Μόσυχλος).

El nombre Lemnos le fue dado por la gran diosa que fue adorada en la isla desde el 800 a.

Según la leyenda que recoge Homero, fue habitada por la tribu tracia de los sintias[3]​ (Σίντιες que probablemente quiere decir "ladrones") y cuando los Argonautas desembarcaron en la isla la encontraron habitada sólo por mujeres que habían matado a sus hombres porque les habían sido infieles con mujeres tracias; los Argonautas y las mujeres de la isla originaron a los minias (latín minyae, griego Μινύαι) que fueron expulsados por los tirrenios pelásgicos expulsados de Ática.

Milcíades la pagó por adelantado a los persas hacia el 510 a. C. y se construyeron murallas en la ciudad principal que era Hefestia.

En 1442, los otomanos la asediaron; el gobernador era Constantino Paleólogo, ex déspota de Morea que fue el último emperador bizantino; su mujer Catalina Gattiluso no pudo soportar los rigores del asedio y murió, siendo enterrada en la isla.

En 1478 los otomanos la volvieron a asediar y fue defendida por Maroula, la hija del gobernador veneciano de la isla.

Permaneció en manos de los turcos; en 1770 fue atacada por los rusos (almirante Orlov) pero no consiguieron conquistar la fortaleza y se retiraron.

[1]​ Desde Atenas hay vuelos diarios que tardan 45 minutos en llegar a la isla.