Die Insel Ascension wurde 1501 von dem portugiesischen Seefahrer João da Nova entdeckt und zunächst Conception genannt, bevor sie zwei Jahre später, am Himmelfahrtstag 1503, von Alphonse d’Albuquerque wiederentdeckt wurde, der der Insel ihren dauerhaften Namen gab. Da sie trocken und unfruchtbar war, war sie für die ostindischen Flotten von geringem Nutzen und blieb unbesiedelt.
Sie blieb unbewohnt, bis Kaiser Napoleon I. 1815 auf St. Helena eingekerkert wurde, als eine kleine britische Marinegarnison auf Ascension stationiert wurde, um sie den Franzosen vorzuenthalten.
Die Insel erhielt die Bezeichnung HMS Ascension, eine „Stone Sloop of War of the Smaller Class“.
Bis zu Napoleons Tod im Jahr 1821 wurde Ascension zu einer Verpflegungsstation und einem Sanatorium für die Schiffe des West Africa Squadron, die an der Unterdrückung des Sklavenhandels an der westafrikanischen Küste beteiligt waren.
Im Jahr 1823 wurde die Insel von der Royal Marines übernommen. Sie blieb bis 1922 unter der Aufsicht des British Board of Admiralty, als sie durch ein königliches Patent zur Dependenz von St. Helena gemacht wurde.
1899 hörte sie auf, eine reine Militärinsel zu sein, als die Eastern Telegraph Company eintraf und ein Kommunikationszentrum im mittleren Atlantik einrichtete. Von 1922 bis 1964 wurde die Insel von der Eastern Telegraph Company verwaltet, die 1934 in Cable and Wireless umbenannt wurde.
Im Jahr 1964 wurde im Hinblick auf die Pläne zur Einrichtung von BBC- und Composite Signals Organisation-Stationen von der britischen Regierung ein Verwalter ernannt. Während des Zweiten Weltkriegs war die Regierung von St. Helena ebenfalls auf der Insel vertreten.
Während des Zweiten Weltkriegs entwickelte die Regierung der Vereinigten Staaten in Absprache mit der Regierung Seiner Majestät den Flugplatz Wideawake. Von Juli 1942 bis zum Ende des Krieges 1945 flogen US-Flugzeuge über Ascension Island, die für die Kriegsschauplätze in Nordafrika, im Nahen Osten und in Europa bestimmt waren.
Im Jahr 1957 wurde die US-Präsenz wiederhergestellt, der Flugplatz wurde vergrößert und ist nun auch die südöstliche Überwachungsstation der USAF Eastern Test Range. 1967 wurde eine NASA-Tracking-Station gebaut, die das Apollo-Mondlandeprogramm unterstützte. Obwohl diese Station inzwischen geschlossen wurde, wurden NASA-Operationen wie das Space Shuttle von Ascension aus weiterhin von der USAF unterstützt, bis sie außer Betrieb genommen wurde.
Im Jahr 1982 unterstützte die Insel die Operationen auf den Falklandinseln, und ein RAF-Kommando operiert weiterhin auf der Insel zur Unterstützung der Falkland-Garnison.