Mljet foi descoberto pelos antigos geógrafos greco-romanos, que escreveram os primeiros registros e descrições. A ilha foi descrita pela primeira vez por Cila de Caryanda no século VI a.C.; outros preferem o texto, Periplus de Pseudo-Scylax. Em ambos os textos, é chamado Melite e apoiado por Apolônio de Rodes. Agathemerus e Plínio o Ancião chamam a ilha Melita.
Agesilaus de Anaxarba na Cilícia, o pai de Oppian, foi banido para Mljet pelo Imperador Romano Septimius Severus (145-211 d.C.) (ou para Malta por Lucius Verus: ver Oppian).
Mljet é mencionado por volta de 950 pelo Imperador Bizantino Constantino VII Porphyrogenitos em seu Of Ruling an Empire como uma das ilhas mantidas pelos Narentinos. A ilha era frequentemente uma controvérsia de propriedade entre eles e Zachlumia. Os antigos gregos chamavam a ilha de “Melita” ou “mel” que ao longo dos séculos evoluiu para se tornar o nome eslavo, Mljet (pronuncia-se ).
Mljet tem sido considerado como o “Melita” em que São Paulo naufragou (Atos dos Apóstolos 27:39-28:11), sendo esta visão exposta pela primeira vez no século 10, pelo Imperador Romano Oriental Constantino Porphyrogenitus. O naufrágio de São Paulo é geralmente colocado na ilha mediterrânea de Malta. Mljet e Malta tinham o mesmo nome nas fontes gregas e romanas; a menção de uma víbora em Atos 28:3-5 foi pensada a favor de Mljet (há cobras tanto em Mljet quanto em Malta, mas apenas a primeira é o lar de uma cobra venenosa). Um porto com o nome da Santa existe em ambas as ilhas.
Os beneditinos de Pulsano na Puglia tornaram-se os senhores feudais da ilha em 1151, tendo vindo de Monte Gargano na Itália. Chegaram à costa na enseada de Sutmiholjska e em 1187-1198 o Príncipe Sérvio Desa da Casa de Vojislavljević construiu e doou-lhes a Igreja e o Mosteiro de Santa Maria no ilhéu do Grande Lago (Veliko Jezero) em direcção ao extremo noroeste da ilha. O Papa Inocêncio III emitiu um documento consagrando a igreja em 1198.
Os beneditinos renunciaram ao seu domínio sobre Mljet em 1345, mantendo apenas um terço da terra. A ilha obteve um estatuto e um município em Babino Polje. Foi formalmente anexado pela República de Ragusa em 1410. Segundo o Contrato com os beneditinos, o município tinha que pagar 300 por ano.
No século XVI, o mosteiro era o centro da Congregação Mljet (Congregatio Melitensis ou Melitana), reunindo todos os mosteiros de monges beneditinos da região da República de Ragusa. O primeiro presidente da Congregação foi Mavro Vetranović, abade do Mosteiro de Mljet e famoso poeta. Outro grande poeta foi o abade do mosteiro – Ignjat Đurđević no século XVIII. Com o passar do tempo, o mosteiro beneditino de Mljet perdeu sua importância, enquanto a sede da Congregação Mljet mudou-se para Sveti Jakov perto de Ragusa.
Em 1809, durante o governo de Napoleão, o mosteiro de Mljet foi dissolvido. Quando a Áustria tomou posse da ilha, colocou o escritório florestal no edifício. Entre as guerras mundiais, o edifício era propriedade da Ragusa (Dubrovnik) Bispado. Em 1960 tornou-se um hotel, e em 1998 foi devolvido ao bispado. A ilha tem uma longa história de danos ecológicos. A fim de aliviar os seus problemas de transporte, os monges cavaram um canal na costa sul, a partir do lago Veliko Jezero, transformando assim ambos os lagos de água doce em lagos de água do mar.
O segundo incidente envolve monges. Pequenas mangas asiáticas foram introduzidas na ilha no início do século 20, a fim de reduzir a população de cobras venenosas (a ilha foi aparentemente completamente invadida). Enquanto as mangas completaram esta tarefa, elas também eliminaram praticamente toda a avifauna da ilha. Até hoje, a ilha tem uma falta notável de aves sebes, tais como pardais. As mangas são um perigo para as aves domésticas e também são conhecidas por causar danos nas vinhas e nos pomares.