L'histoire des îles Saint-Paul et Amsterdam, de par leur proximité, est liée. Elles se trouvent non loin de la route entre Le Cap et les îles de la Sonde donc l'ancienne route maritime reliant l'Europe aux Indes. L'île Amsterdam est mentionnée dans le journal de l'expédition de Magellan, aperçue le 18 mars 1522 par un de ses compagnons, le basque Sébastien de El Cano. Observée ensuite à plusieurs reprises par des navigateurs au début du XVII siècle, le gouverneur hollandais Van Diemen lui donne le nom de son navire, Nieuw Amsterdam, en 1633. Mais c'est un autre hollandais, le navigateur Willen de Vlaming sur son bateau le Novara, à la recherche d'un navire perdu qui fut en 1696 le premier à y débarquer. L'amiral d'Entrecasteaux en route pour le Pacifique à la recherche de La Pérouse à bord de La Recherche et de L'Espérance s'y arrête en 1792. Un premier relevé de la côte orientale est alors effectué.
Au XIX siècle, comme l'île Saint-Paul, l'île Amsterdam n'est fréquentée que par des pêcheurs, des chasseurs d'otaries ou de baleines et des naufragés.
Les deux îles sont redécouvertes par le polonais Adam Mieroslawski, capitaine du Cygne de Granville en 1842. Le capitaine Mieroslawski a passé son diplôme de capitaine au long cours sous le nom de son frère Pierre Louis Adam Mieroslawski en utilisant le passeport français de ce dernier. En 1843, Adam Mieroslawski présente au gouverneur de l'île Bourbon (actuelle Réunion), le contre-amiral Bazoche, sa découverte et il propose la prise de possession de ces îles désertes. En absence de navire de guerre en rade, Bazoche fait appel au trois-mâts de commerce L'Olympe, commandé par Martin Dupeyrat. Le capitaine Dupeyrat et son bateau vont ramener Adam Mieroslawski sur ces îles. Le capitaine Mieroslawski est mandaté par le gouverneur de l'île Bourbon, par l'arrêté du 8 juin 1843, pour assumer le commandement de ces îles aussitôt la prise de possession au nom de la France, ce qui est fait le 1 juillet 1843. Un détachement d'Infanterie de marine et quelques pécheurs sont laissés sur l'île (ou sur l'île Saint Paul).
Entre-temps le Royaume-Uni conteste cette prise de possession. En décembre 1843, un rapport négatif est publié par le capitaine Guérin sur les ressources et les possibilités de vie sur l'île. Pour éviter tout problème diplomatique et vu la pauvreté annoncée des 2 îles, la France envoie une dépêche à l'amiral Bazoche demandant le rappel de la garnison. Le gouvernement français fait savoir qu'il ne ratifie pas le récent acte de prise de possession. Malgré les ordres, Mieroslawski se maintient sur l'île Saint-Paul (il menace même de hisser le drapeau polonais !). Il commence alors à négocier avec Bazoche, un ami nommé Adolphe Camin et d'autres interlocuteurs de la Réunion avec qui ils fondent une société par actions en 1845 pour l'exploitation des 2 îles et la création d'établissements sur place. À la mort de son fondateur quelques années plus tard, les établissements, à la vie précaire, sont progressivement abandonnés.
En janvier 1871, le Réunionnais Heurtin et sa famille débarquent sur l'île Amsterdam et tentent un élevage de bovins et la culture de la terre. C'est un échec. Ils retournent à la Réunion 6 mois plus tard mais abandonnent les bovins qui vont s'acclimater à l'île et retourner à l'état sauvage.
En septembre 1874, une mission astronomique française à bord du "Fernand" débarque sur l'île Saint Paul pour observer le passage de Vénus devant le soleil. Lors de cette mission, le géologue Charles Velain débarque à l'île Amsterdam et publiera les premières données géologiques des 2 îles. Fin de la mission en janvier 1875.
En décembre 1874, l'Amirauté anglaise publie la première carte de l'île Amsterdam.
En octobre 1892, le navire de guerre français Le Bourbonnais reprend possession de l'île Amsterdam pour la France. Pour l'anecdote, ne pouvant aborder l'île à cause d'une mer houleuse, c'est le second capitaine qui se jettera à l'eau avec le drapeau français pour hisser ce dernier sur l'île. En janvier 1893, un second navire de guerre français, l'Eure, de retour de mission des îles Kerguelen, confirme cette prise de possession.
En 1924, l'île Amsterdam et l'île Saint-Paul sont rattachées à Madagascar, alors colonie française.
