Mljet został odkryty przez starożytnych grecko-rzymskich geografów, którzy napisali pierwsze zapiski i opisy. Wyspa została po raz pierwszy opisana przez Scylaxa z Caryandy w 6 wieku p.n.e.; inni wolą tekst Periplus Pseudo-Scylaxa. W obu tekstach nosi ona nazwę Melite i jest wspierana przez Apolloniusza z Rodos. Agathemerus i Pliniusz Starszy nazywają wyspę Melita.
Agesilaus z Anaksarby w Cylicji, ojciec Oppiana, został wygnany na Mljet przez cesarza rzymskiego Septymiusza Sewera (AD 145-211) (lub na Maltę przez Lucjusza Werusa: patrz Oppian).
Mljet jest wymieniany około 950 r. przez cesarza bizantyjskiego Konstantyna VII Porfirogenitę w jego dziele O rządzeniu imperium jako jedna z wysp należących do Narentynów. Wyspa była często kontrowersje własności między nimi i Zachlumia. Starożytni Grecy nazywali wyspę „Melita” lub „miód”, co w ciągu wieków przekształciło się w słowiańską nazwę Mljet (wymawianą jako Mljet).
Mljet jest uważany za „Melitę”, na której rozbił się statek świętego Pawła (Dzieje Apostolskie 27:39-28:11), a pogląd ten został po raz pierwszy wyrażony w X wieku przez cesarza Konstantyna Porfirogenitę. Rozbicie się statku Świętego Pawła jest zazwyczaj umiejscawiane na śródziemnomorskiej wyspie Malta. Mljet i Malta miały tę samą nazwę w źródłach greckich i rzymskich; wzmianka o żmii w Dziejach Apostolskich 28:3-5 została uznana za argument przemawiający za Mljet (węże występują zarówno na Mljet, jak i na Malcie, ale tylko na tej pierwszej występuje wąż jadowity). Port nazwany imieniem świętego istnieje na obu wyspach.
Benedyktyni z Pulsano w Apulii stali się feudalnymi panami wyspy w 1151 roku, po przybyciu z Monte Gargano we Włoszech. Przybili do brzegu w zatoce Sutmiholjska i w latach 1187-1198 serbski książę Desa z rodu Vojislavljević wybudował i podarował im kościół i klasztor Świętej Marii na wysepce na Dużym Jeziorze (Veliko Jezero) na północno-zachodnim krańcu wyspy. Papież Innocenty III wydał dokument konsekrujący kościół w 1198 r. Benedyktyni zrzekli się swoich rządów na Mljet w 1345 r., zachowując tylko jedną trzecią ziemi. Wyspa otrzymała statut i gminę w Babino Polje. W 1410 r. została formalnie przyłączona do Republiki Ragusy. Zgodnie z umową z benedyktynami, gmina musiała płacić 300 perper rocznie.
W XVI wieku, klasztor był centrum Kongregacji Mljet (Congregatio Melitensis lub Melitana), skupiającej wszystkie klasztory benedyktynów na terenie Republiki Ragusy. Pierwszym przewodniczącym Kongregacji był Mavro Vetranović, opat klasztoru na Mljet i słynny poeta. Innym wielkim poetą był opat tego klasztoru – Ignjat Đurđević w XVIII wieku. Z czasem klasztor benedyktynów na Mljet stracił na znaczeniu, a siedziba kongregacji na Mljet przeniosła się do Sveti Jakov w pobliżu Ragusy.
W 1809 roku, podczas rządów Napoleona, klasztor na Mljet został rozwiązany. Kiedy Austria przejęła wyspę, umieściła w budynku urząd leśnictwa. W okresie międzywojennym, budynek był własnością biskupstwa Ragusa (Dubrownik). W 1960 roku stał się hotelem, a w 1998 roku został zwrócony biskupstwu. Wyspa ma długą historię zniszczeń ekologicznych. Aby złagodzić swoje problemy transportowe, mnisi wykopali kanał do południowego wybrzeża, z jeziora Veliko Jezero, zamieniając w ten sposób oba słodkowodne jeziora w morskie.
Drugi incydent dotyczy mangust. Małe azjatyckie mangusty zostały wprowadzone na wyspę na początku XX wieku w celu zmniejszenia populacji jadowitych węży (wyspa była podobno całkowicie opanowana). Podczas gdy mangusty wykonały to zadanie, pozbyły się również prawie całego ptasiego życia na wyspie. Do dnia dzisiejszego na wyspie brakuje ptaków żywopłotowych, takich jak wróble. Mangusty stanowią zagrożenie dla drobiu domowego, są też znane z wyrządzania szkód w winnicach i sadach.