Palau xuất hiện những cư dân đầu tiên vào khoảng thiên niên kỷ thứ 3 và thứ 2 trước Công Nguyên, có khả năng nhất từ Austronesia hay Indonesia.[7]

Một quần thể ổn định gồm những người lùn Negrito hay người Pygmy sống trên quần đảo cho đến thế kỷ XII, khi họ bị thay thế.[cần dẫn nguồn] Cư dân hiện đại truy theo ngôn ngữ thì có thể họ đến từ Quần đảo Sunda.

Sonsorol, một phần của Quần đảo Tây Nam, là một chuỗi đảo kéo dài 600 kilômét (370 dặm) từ đảo dãy đảo chính Palau, được người châu Âu tìm thấy vào năm 1522, khi con tàu Tây Ban Nha Trinidad, soái hạm của đội tàu Ferdinand Magellan, nhìn thấy 2 hòn đảo khoảng vĩ độ 5 bắc và đặt tên là "San Juan".[8]

Sau khi Đế quốc Tây Ban Nha chinh phạt Philippines vào năm 1565, quần đảo Palau trở thành một phần lãnh thổ của Phủ tổng đốc Philippines, thành lập vào năm 1574 và trực thuộc Đông Ấn Tây Ban Nha với thủ phủ hành chính đặt tại Manila. Tuy nhiên, sự hiện diện của người Tây Ban Nha chỉ giới hạn ở việc truyền bá Phúc Âm, bắt đầu từ thế kỷ XVII, và quyền thống trị của họ chỉ thật sự hình thành từ thế kỷ XVIII.

Khám phá rõ ràng về Palau chỉ đến một thế kỷ sau đó vào năm 1697, khi một nhóm người Palau bị đắm tàu trên đảo Samar về phía tây bắc thuộc Philippines. Họ được phỏng vấn bởi nhà truyền giáo người Czech Paul Klein vào ngày 28 tháng 12 năm 1696. Klein đã có thể vẽ được bản đồ đầu tiên của Palau dựa trên những mô tả của các cư dân Palau bằng cách sắp xếp 87 viên đá cuội trên bờ biển. Klein báo cáo khám phá của ông cho Bề trên thuộc Dòng Tên qua một lá thư gửi đi vào tháng 6 năm 1697.,[9] đánh dấu thời điểm phát hiện ra Palau.

Tấm bản đồ và lá thư gây ra sự quan tâm của người Tây Ban Nha với quần đảo mới. Một lá thư khác viết bởi Fr. Andrew Serrano được gửi tới châu Âu vào năm 1705, hầu như sao chép nội dung báo cáo của Klein. Những lá thư đã đưa đến ba chuyến đi thất bại của Dòng Tên đến Palau xuất phát từ Philippines thuộc Tây Ban Nha vào năm 1700, 1708 và 1709. Quần đảo được khám phá lần đầu tiên bởi chuyến thám hiểm của Dòng Tên do Francisco Padilla dẫn đầu vào ngày 30 tháng 11 năm 1710. Chuyến đi kết thúc với việc hai linh mục Jacques Du Beron và Joseph Cortyl mắc cạn trên bờ biển Sonsorol, do thuyền mẹ Santísima Trinidad bị bão đẩy tới Mindanao. Tàu khác được phái đến từ Guam vào năm 1711 để cứu họ song lại bị lật, khiến ba linh mục Dòng Tên khác thiệt mạng. Thất bại của các sứ mệnh này khiến Palau có tên tiếng Tây Ban Nha ban đầu là Islas Encantadas (quần đảo bỏ bùa).[10] Bất chấp các rủi ro này, Đế quốc Tây Ban Nha sau đó chi phói quần đảo.

Thương nhân người Anh trở thành những vị khách nổi bật đến Palau trong thế kỷ XVIII, tiếp đến là bành trưởng ảnh hưởng của Tây Ban Nha trong thế kỷ XIX. Sau thất bại trong chiến tranh Tây Ban Nha–Mỹ, Tây Ban Nha bán Palau và hầu hết phần còn lại của quần đảo Caroline cho Đế quốc Đức vào năm 1899. Trongchiến tranh thế giới thứ nhất, Đế quốc Nhật Bản thôn tính quần đảo sau khi chiếm nó từ tay Đức vào năm 1914. Sau đó, Hội Quốc Liên chính thức đặt quần đảo dưới quyền cai quản của Nhật Bản với vị thế là bộ phận của Ủy thác Nam Dương.

Trong Thế Chiến II, Hoa Kỳ chiếm được Palau từ Nhật Bản vào năm 1944 sau Trận Peleliu với tổn thất lớn, khi hơn 2.000 lính Mỹ và 10.000 lính Nhật tử trận. Quần đảo được giao cho Hoa Kỳ cai quản chính thức thông qua bảo trợ của Liên Hiệp Quốc vào năm 1947 với vị thế là bộ phận của Lãnh thổ Ủy thác Quần đảo Thái Bình Dương.

Bốn trong số các khu vực của Lãnh thổ Ủy thác hợp nhất thành Liên bang Micronesia vào năm 1979, song khu vực Palau và Quần đảo Marshall từ chối tham gia. Palau thay vào đó lựa chọn độc lập vào năm 1978. Palau phê chuẩn một hiến pháp mới và trở thành nước Cộng hòa Palau vào năm 1981.[11] Palau ký kết Hiệp ước Liên kết tự do với Hoa Kỳ vào năm 1982. Sau trưng cầu dân ý và sửa đổi hiến pháp, Hiệp ước được phê chuẩn vào năm 1993. Hiệp ước có hiệu lực vào ngày 1 tháng 10 năm 1994,[12] khiến Palau độc lập về pháp lý, song độc lập thực tế khi kết thúc ủy trị từ ngày 25 tháng 5 năm 1994,.

Thượng viện thông qua luật biến Palau thành một trung tâm tài chính ngoài khơi vào năm 1998. Năm 2001, Palau thông qua các luật đầu tiên về điều lệ ngân hàng và chống rửa tiền.