Những con người đầu tiên đã định cư tại Bougainville từ khoảng 28.000 năm trước từ đảo New Ireland. Ba đến bốn nghìn năm trước, người Nam Đảo đã đến, họ đã mang đến các giống lợn, gà, chó đã được thuần hóa và các công cụ lao động. Người châu Âu đầu tiên tiếp xúc với Bougainville là vào năm 1768, khi nhà thám hiểm người Pháp Louis de Bougainville đến, và hòn đảo chính đã được đặt theo tên ông ta. Đế quốc Đức đã tuyên bố chủ quyền với Bougainville vào năm 1899, sáp nhập đảo vào New Guinea thuộc Đức. Ki-tô giáo đã truyền đến đảo vào năm 1902.

Trong Chiến tranh thế giới lần thứ 1, Úc đã xâm chiếm New Guinea thuộc Đức, bao gồm cả Bougainville, và sau đó quản lý lãnh thổ này với vị thế được Hội Quốc Liên ủy trị.

Năm 1942, trong Chiến tranh thế giới lần thứ hai, Nhật Bản đã xâm chiếm đảo, song nó đã lại về tay người Úc vào năm 1946. Bougainville trở thành một bộ phận của nước Papua New Guinea độc lập vào năm 1975.

Tuy vậy, sau đó một cuộc nổi chiến đã nổ ra, và Bougainville đã hai lần tuyên bố độc lập, một lần vào năm 1975 và một lần vào năm 1990. Một cuộc đàm phán hòa bình do New Zealand làm trung gian đã bắt đầu vào năm 1997, dẫn đến một chế độ tự trị cho hòn đảo.