Ascension-eiland werd in 1501 ontdekt door de Portugese zeevaarder João da Nova en kreeg aanvankelijk de naam Conception, maar werd twee jaar later in 1503 op Hemelvaartsdag herontdekt door Alphonse d’Albuquerque, die het eiland zijn blijvende naam gaf. Omdat het droog en onvruchtbaar was, was het van weinig nut voor de Oost-Indische vloten en bleef het onbewoond totdat keizer Napoleon I in 1815 op St Helena werd opgesloten en een klein Brits marinegarnizoen op Ascension werd gestationeerd om het aan de Fransen te ontzeggen. Het eiland kreeg de naam HMS Ascension, een “Stone Sloop of War of the Smaller Class”.
Tegen de dood van Napoleon in 1821 was Ascension een bevoorradingsstation en sanatorium geworden voor schepen van het West-Afrika Squadron die betrokken waren bij de onderdrukking van de slavenhandel rond de West-Afrikaanse kust.
In 1823 werd het eiland overgenomen door de Royal Marines. Het bleef onder toezicht van de Britse Admiraliteitsraad tot 1922, toen het bij Koninklijk schrijven afhankelijk werd gemaakt van St. Helena.
In 1899 was het niet langer een uitsluitend militair eiland toen de Eastern Telegraph Company er kwam en er een communicatieknooppunt midden-Atlantische Oceaan vestigde. Van 1922 tot 1964 werd het eiland beheerd door de Eastern Telegraph Company, die in 1934 werd omgedoopt tot Cable and Wireless.
In 1964 werd, met het oog op plannen om BBC- en Composite Signals Organisation-stations te vestigen, door de Britse regering een administrateur aangesteld. Tijdens de Tweede Wereldoorlog was de regering van Sint-Helena op dezelfde wijze vertegenwoordigd op het eiland.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog ontwikkelde de regering van de Verenigde Staten, in overleg met Zijne Majesteits regering, Wideawake Airfield. Van juli 1942 tot het einde van de oorlog in 1945 vlogen Amerikaanse vliegtuigen over Ascension-eiland naar Noord-Afrika, het Midden-Oosten en Europa.
In 1957 werd de Amerikaanse aanwezigheid hersteld, het vliegveld werd uitgebreid en is nu ook het zuidoostelijke traceerstation van de USAF Eastern Test Range. In 1967 werd een NASA volgstation gebouwd dat het Apollo maanlandingsprogramma ondersteunde. Hoewel dit station sindsdien is gesloten, bleven NASA-operaties zoals de Space Shuttle vanaf Ascension door de USAF worden ondersteund totdat het buiten dienst werd gesteld.
In 1982 ondersteunde het eiland de operaties op de Falklandeilanden en een RAF-detachement opereert nog steeds op het eiland ter ondersteuning van het Falkland-garnizoen.