Varias teorías históricas explican el origen de los primeros habitantes de la Polinesia (ver recuadro «Melanesios y Polinesios»). Algunos lo ubican en América Latina, otros en Indonesia, pero el enigma está aún sin resolver.
En 1840 Francia ocupó las islas, y en 1880 con la resistencia de los nativos, fueron oficializadas como colonia, con el nombre de «Establecimientos Franceses de Oceanía». Más tarde, en 1958, fueron transformadas en Territorio de Ultramar.
Salvo algunas concesiones en el plano interno, Francia mantiene su dominio sobre las islas, con una política de «mano dura», a causa de la ubicación estratégica de éstas y porque a partir de 1966 comienza con las pruebas nucleares en el atolón Mururoa. En 1975 las pruebas se extienden al atolón Fangataufa, a pesar de la oposición de la población y de países como Nueva Zelandia (Aotearoa).
Los efectos de la «nuclearización» de la zona se reflejaron en la destrucción de la economía tradicional de Tahití, que depende en la actualidad del presupuesto militar francés. En pocos años, la economía pasó de la autosuficiencia a la dependencia alimentaria. A fines de 1980, 80% de los alimentos básicos eran importados.
Desde 1984 la Polinesia Francesa se rige por un estatuto de autonomía (ratificado en 1996), por el cual se estableció el reparto del poder entre el Estado francés y el Territorio.
En 1992 el presidente francés, François Mitterrand, decidió suspender provisoriamente las pruebas atómicas y París empezó a negociar con Papeete un plan económico posterior al cierre definitivo de los centros de experimentación en Mururoa y Fangataufa. En enero de 1996, se anunció la suspensión definitiva de las pruebas nucleares.
Una corte francesa procesó y culpó de corrupción al presidente de Polinesia y miembro del senado francés, Gaston Flosse. En 1999, Flosse recibió una sentencia de prisión por haber aceptado decenas de miles de dólares a cambio de permitir el establecimiento de casas de juego ilegales en Tahití. Flosse se negó a renunciar y apeló el fallo.
En 2001, el partido del presidente, el Tahoeraa Huiraatira/Unión por la República (RPR), ganó las elecciones parlamentarias y obtuvo 28 bancas, contra las 13 alcanzadas por el Tavini Huiraatira. Flosse fue reelecto presidente el 18 de mayo.
A comienzos de 2002, cifras oficiales indicaban que, luego de los ataques terroristas de setiembre de 2001 en Estados Unidos, el turismo, una de las principales fuentes de ingreso del país (segundo destino turístico de la región luego de Fiji), se había reducido un 9,7%.
En julio de 2003 el presidente Jacques Chirac visitó por primera vez la Polinesia Francesa. Mientras Flosse, fiel a Chirac, agasajó al jefe de Estado, el líder del grupo independentista, Oscar Temaru,organizó una manifestación para recordar al premier francés que Francia «tiene el deber de acompañar a los pueblos de los que ha sido responsable hacia la independencia y la soberanía», boicoteando así el recibimiento.
Chirac aseguró que según estudios de la Agencia Internacional de Energía Atómica (AIEA) la salud de la población no se vería afectada, ni a corto ni a largo plazo, a causa de las pruebas nucleares efectuadas por Francia en esa zona. Sin embargo, el presidente anunció que, por precaución, Francia mantendría la vigilancia radiológica y geomecánica de los atolones.
En octubre de 2004, Temaru, por entonces presidente del gabinete de gobierno, recibió un voto de censura del parlamento y fue reemplazado por Flosse. Teamaru, quien llamó a realizar una huelga general en protesta por su remoción y para que se realizara una nueva votación, acusó a Francia de maniobrar políticamente en su contra; París negó las acusaciones. La destitución del líder condujo a fuertes demostraciones en las calles de Papeete.
En febrero de 2005 la Asamblea votó una moción de censura al gobierno. La elección de Temaru como presidente puso fin a dos décadas de gobierno de Flosse. En julio, Anne Boquet fue designada para el cargo de Alto Comisionado en reemplazo de Michel Mathieu, quien asumía ese mismo cargo en Kanaky.
El Consejo de gobierno de Polinesia Francesa se negó a acompañar al representante francés sobre seguridad nuclear, Marcel Jurien de la Graviere, en su visita al atolón Mururoa, en mayo de 2006. En diciembre el presidente Temaru fue reemplazado por Gaston Tong Sang.
Un artista danés fue capturado por la policía francesa cuando pretendía pintar de rojo el pico del Monte Blanco, en la frontera ítalo-francesa, en protesta por las pruebas nucleares francesas en Polinesia Francesa.