L'antica Artemisia per i Greci e Dianium per i Romani, ricoprì un ruolo importante nei traffici marittimi del III e II sec. a. C. come dimostrano alcuni oggetti in ossidiana, originaria delle isole Lipari, della Sardegna e di Palmarola.

In epoca romana, Giannutri appartenne alla famiglia degli Enobarbi, che vi costruì una splendida villa, rivestita di marmi pregiati, i cui resti sono tuttora visibili e rappresentano una delle principali attrattive dell'isola.

Dall'età carolingia, insieme al Giglio e all'argentario, divenne possedimento dell'Abbazia delle Tre Fontane di Roma. Nel XIII sec. appartenne alla famiglia degli Aldobrandeschi ed in seguito a quella degli Orsini, finchè nel XV sec. entrò a far parte della stato dei Presidi.