A Ilha da Ascensão foi descoberta pelo marinheiro português João da Nova em 1501, e recebeu inicialmente o nome de Conceição, antes de ser redescoberta dois anos mais tarde, em 1503, no Dia da Ascensão, por Alfonso d’Albuquerque, que deu à ilha o seu nome duradouro. Por ser seca e árida, não teve grande utilidade para as frotas das Índias Orientais e ficou inabitada.
Permaneceu desabitada até que o Imperador Napoleão I foi encarcerado em Santa Helena, em 1815, quando uma pequena guarnição naval britânica foi estacionada na Ascensão para a negar aos franceses.
Pela morte de Napoleão em 1821 a Ascensão tornou-se uma estação de abastecimento e sanatório para os navios da Esquadrilha da África Ocidental envolvidos na supressão do comércio de escravos em torno da costa da África Ocidental.
Em 1823 a ilha foi tomada pelos Fuzileiros Reais. Permaneceu sob a supervisão do Conselho Britânico de Almirantado até 1922, quando foi feita uma Dependência de Santa Helena pela Patente das Cartas Reais.
Deixou de ser uma ilha apenas militar em 1899, quando a Companhia de Telégrafos do Leste chegou e estabeleceu um centro de comunicações do meio do Atlântico. De 1922 até 1964 a ilha foi gerida pela Eastern Telegraph Company, que foi renomeada Cable and Wireless em 1934.
Em 1964, tendo em vista os planos para estabelecer estações BBC e Composite Signals Organisation, foi nomeado um Administrador pelo Governo do Reino Unido. Durante a Segunda Guerra Mundial, o Governo de Santa Helena foi igualmente representado na ilha.
Durante a Segunda Guerra Mundial, o Governo dos Estados Unidos, por acordo com o Governo de Sua Majestade, desenvolveu o Aeródromo Wideawake. De Julho de 1942 até ao fim da guerra em 1945, os aviões norte-americanos transitaram para a Ilha da Ascensão com destino aos teatros de guerra do Norte de África, Médio Oriente e Europa.
Em 1957 foi restabelecida a presença norte-americana, o aeródromo foi ampliado e é agora também a estação de rastreio a sudeste da USAF Eastern Test Range. Em 1967 uma estação de rastreamento da NASA foi construída e apoiou o programa de aterrissagem lunar Apollo. Embora esta estação tenha desde então encerrado as operações da NASA, como o Vaivém Espacial, continuou a ser apoiado desde a Ascensão pela USAF até ser retirado de serviço.
Em 1982 a ilha apoiou operações nas Ilhas Falkland e um destacamento da RAF continua a operar na ilha em apoio à guarnição das Falklands.