兰屿原名“红头屿”，据清朝后继善著的《恒春县志》上说：红头屿上“多杂树，蔚然深季，浮疏日出，无树不红，此其名之所由也。”又有一种说法，说是由于岛上的红山岩中含有大量硫化铁，呈赤红色，远望时一片殷红，好像一颗红色人头，因而取名红头屿，后来又因岛上盛产驰名世界的名贵花卉－蝴蝶兰，因而改称兰屿。
1877年，恒春知县周有基将红头屿（兰屿）并入清帝国版图，隶属恒春县。
1895年，因被包括在马关条约中，第二款第二项“台湾全岛及所有附属各岛屿”的范围内，成为日本领土。殖民政府禁止一般人进入兰屿内开发，并设立研究区。
1897年，日本人鸟居龙藏第一次入内探勘，称居民“yami”（雅美），这是达悟族以前被称为雅美族的由来。
1981年，兰屿贮存场于1981年成立之后，早期系由原能会之放射性待处理物料管理处经营管理，惟于民国1990年7月台电公司依据行政院颁布之“放射性废弃物管理方针”接管该场之经营，原能会则负责安全监督工作。直到现在在岛上居民仍然有不少反对的声音。
1996年，达悟族人因怀疑台电运料船夹带高放射核废料而发动激烈抗争，停运任何核废料至今，目前台湾核电厂产生的低阶核废料，都暂时贮存在各电厂中。
2002年1月17日立法院通过，2月6日陈水扁总统公布《离岛建设条例》第十四条修正案，规定：“兰屿地区住民自用住宅之用电费用应予免收”，其立法理由是：“增订但书兰屿地区用电费用免收的规定，系基于达悟族人特别牺牲而给予的合理补（赔）偿。
