库页岛的原住民能追溯至新时期时代，日本考古学家曾在岛上发现石斧、陶器以及用于捕鱼网的配重石等文物，南面阿尼湾曾经还出土过两座阿伊努人古墓。而根据晋代古籍的记载，库页岛原住民主要有骨嵬（阿伊努人）、尼夫赫族、赫哲族以及鄂伦春人，他们早在1500多年前就已经与中国沿海城市有贸易往来，岛上出土的隋唐琉璃瓦和耳环以及辽金时期的铜钟等等文物都是最直接的证据，这些别说与俄罗斯没有关系，就算近在咫尺的日本历史学家也不敢否认。
然而，在沙俄与清朝签订的两项条约中，库页岛与周边上百万平方公里土地都被割让，此时的库页岛从中俄争议转变为日俄争议，俄国舰队在此期间登岛进行实际管辖，先后摧毁日本设立的税所、仓库以及寺庙等建筑。
在此期间日俄也曾签署“日本在岛南、沙俄岛北，互不侵犯”的《下田条约》，但这个条约实际上并没有意义，双方在此后近百年里多次冲突，直至二战后苏联以三比一的绝对兵力优势驱离所有人。日本《阿伊努人历史》一书详细记录了当时的情形：1944年库页岛约有40万居民，日俄战争爆发时有10万人被遣返日本，剩余全部被送往苏联远东地区。
苏联解体四年后，俄罗斯正式开始勘测库页岛油气以及矿产资源，目前已探明140亿桶石油和2.7亿立方米天然气储量，2005年时，库页岛替代莫斯科成为俄罗斯第一大外国投资城市，当时的失业率仅2%，人均收入是俄罗斯平均水平的1.9倍，于2015年正式对外开放旅游。
