Hao a été découvert en 1606 par Pedro Fernández de Quirós, qui lui a donné le nom de Conversion de Saint-Paul (Conversion de San Pablo). Louis Antoine de Bougainville en prend possession le 23 mars 1768 et le baptise île de la Harpe. Plus tard, James Cook revendiquera l’atoll sous le nom d'île de l'Arc (Bow Island).
A Hao fut établie la base avancée du Centre d'Expérimentation du Pacifique (CEP) pour les essais nucléaires français. Entre 1963 et 1965, on a construit la base aérienne 185 qui servait de pont aérien et maritime pour le matériel à destination des atolls de Moruroa et de Fangataufa.
Le 30 juin 2000, les forces armées se sont retirées de l'atoll, rétrocédant les infrastructures au gouvernement territorial, qui souhaitait les utiliser pour développer le tourisme devant l'incertitude de l'avenir économique de l'atoll.
En 2009 l'armée va entreprendre un chantier de grande envergure afin de pratiquer au démantèlement de ses anciennes installations. Ce chantier devrait durer six ans et couter sept milliards de FCP.