La isla de la Ascensión fue descubierta por el marino portugués João da Nova en 1501, y se llamó inicialmente Concepción, antes de ser redescubierta dos años más tarde, en 1503, el día de la Ascensión, por Alphonse d’Albuquerque, que dio a la isla su nombre definitivo. Al ser seca y estéril fue de poca utilidad para las flotas de las Indias Orientales y quedó sin poblar.
Permaneció deshabitada hasta que el emperador Napoleón I fue encarcelado en Santa Elena en 1815, cuando una pequeña guarnición naval británica fue estacionada en Ascensión para negársela a los franceses.La isla fue designada como HMS Ascension, un «Stone Sloop of War of the Smaller Class».
A la muerte de Napoleón, en 1821, Ascensión se había convertido en una estación de avituallamiento y en un sanatorio para los barcos de la Escuadra de África Occidental dedicados a la supresión del comercio de esclavos en la costa de África Occidental.
En 1823, la isla fue tomada por los Marines Reales. Permaneció bajo la supervisión de la Junta Británica del Almirantazgo hasta 1922, cuando se convirtió en una Dependencia de Santa Helena por Cartas Reales Patentes.
Dejó de ser una isla sólo militar en 1899 cuando llegó la Compañía Telegráfica del Este y estableció un centro de comunicaciones en el Atlántico Medio. Desde 1922 hasta 1964 la isla fue gestionada por la Eastern Telegraph Company, que pasó a llamarse Cable and Wireless en 1934.
En 1964, ante los planes de establecer estaciones de la BBC y de la Composite Signals Organisation, el Gobierno del Reino Unido nombró un administrador. Durante la Segunda Guerra Mundial, el Gobierno de Santa Elena tuvo una representación similar en la isla.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el Gobierno de los Estados Unidos, por acuerdo con el Gobierno de Su Majestad, desarrolló el aeródromo de Wideawake. Desde julio de 1942 hasta el final de la guerra en 1945, aviones estadounidenses transitaron por la isla de Ascensión con destino a los teatros de guerra del Norte de África, Oriente Medio y Europa.
En 1957 se restableció la presencia estadounidense, el aeródromo se amplió y ahora es también la estación de seguimiento del sureste del Campo de Pruebas del Este de la USAF. En 1967 se construyó una estación de seguimiento de la NASA que apoyó el programa de aterrizaje lunar del Apolo. Aunque esta estación ha cerrado desde entonces, las operaciones de la NASA, como el transbordador espacial, siguieron siendo apoyadas desde Ascensión por la USAF hasta que fue retirada del servicio.
En 1982 la isla apoyó las operaciones en las Islas Malvinas y un destacamento de la RAF sigue operando en la isla en apoyo de la guarnición de las Malvinas.