庫頁島在中國唐代稱“窟說(音悅)”、“屈設”;元代稱“骨嵬”;明代稱“苦夷”、“苦兀”;清代稱“庫葉”、“庫野”、“庫頁”，都是音譯自同一詞。
“窟說”一詞是源於阿伊努人的語言，阿伊努語中的“人”發音是“kur”，今天俄語中也把千島羣島稱爲庫頁羣島(英語是：Kuril Islands)。
唐朝的時候，中原王朝的勢力範圍到達庫頁島，元代以前庫頁島上的原住民向唐朝朝貢，唐朝將這些原住民看成是是靺鞨諸部之一，12世紀時，庫頁島屬於金朝管轄，庫頁島居民被看作是野人女真的一部分。1264年蒙古派3000大軍攻佔庫頁島，當地住民骨嵬向蒙古人朝貢，1285年元朝在奴兒干地方設置東征元帥府，隨後隸屬於遼陽等處行中書省，從而加強了對黑龍江下游及庫頁島等地的管理。
1412年明朝征服庫頁島，在庫頁島北部近海處設立囊哈兒衛，在中部波羅奈河流域設波羅河衛，東部駑烈河流域設兀烈河衛，隸屬於奴爾幹都司。爲了更有效地管理黑龍江下游以及庫頁島等地區，明朝政府曾派太監亦失哈先後10次出巡奴兒干地方，在當地建立永寧寺，並樹立永寧寺碑，以記載管理當地之事，而且亦失哈於1413年還視察了庫頁島。
清朝建立後，庫頁島先被劃歸寧古塔副都統管理;1715年後，又歸三姓副都統管轄。島上居民需每年到黑龍江下游的普祿鄉向清廷進貢貂皮。
從1635年開始，日本江戶幕府的探險隊開始進入庫頁島，1644年，日本鬆前藩繪製全國地圖《正保御國繪圖》時，首次將北海道與庫頁島等原住民居住地納爲日本領土。1709年康熙帝派遣三位耶穌會修士測量全國版圖，耶穌會士得知有一大島，翌年第二支由滿人組成的測量隊成功地橫渡韃靼海峽到了庫頁島，庫頁島也被繪入清朝版圖。但是日本有一段時間承認庫頁島北部是隸屬於清朝的，如：1785年江戶幕府派遣工部吏山口鐵五郎等5人及隨從人員分兩路勘察千島羣島和庫頁島，得出結論：“庫頁島的北部是隸屬於中國清朝的”。
從18世紀開始，俄國人的勢力範圍開始到達庫頁島，1738年至1739年探索日本航線的沙俄中尉什潘別爾克從蝦夷人處得知了庫頁島的存在。
1806 年 10 月 10日,赫沃斯托夫等人的艦隊在庫頁島南端的亞庭灣襲擊了日本鬆前藩主的稅務所,焚燬倉庫,宣佈庫頁島爲俄國所有。 俄國人襲擊庫頁島的消息傳到江戶後, 德川幕府大爲震驚,立即命令遠山景晉等人趕赴庫頁島, 將原鬆前藩主對庫頁島的統轄權收歸幕府直接管轄。與此同時,又命令仙台、會津兩藩,派兵戍守庫頁島等地。1808 年初,德川幕府發佈“俄船驅逐令”, 指令沿海各地, “今後無論在何處海面發現俄船,應即嚴加驅逐。如敢靠岸,應迅即逮捕或處死”。
與此同時,德川幕府爲了瞭解北方庫頁島的實際情況,1808 年春,正式派遣間宮林藏和松田傳十郎等前往庫頁島進行考察。他們分別考察了庫頁島的東海岸和西海岸的部分地區,初步得出了庫頁島是一個島嶼的結論。1809 年,間宮林藏再次對庫頁島進行了考察,並沿黑龍江溯流而上,訪問了中國清朝政府設在黑龍江下游德楞的地方政府。通過這次考察,使日本人第一次確知了庫頁島是一個島嶼。
1808年江戶幕府發佈“俄船驅逐令”，指令沿海各地，“今後無論在何處海面發現俄船，應即嚴加驅逐，如敢靠岸，應迅即逮捕或處死”。同年，江戶幕府相繼派遣最上德內、松田傳十郎、間宮林藏到庫頁島勘察，初步得出庫頁島是一個島嶼的結論，松田傳十郎還在庫頁島最西端建立“大日本國國境”之國境標。
1850年8月1日俄國人涅維爾斯科伊到達庫頁島北部的庫艾格達岬，升起俄國國旗，宣佈：“現在阿穆爾河口、薩哈林和韃靼海峽沿岸地帶已納入俄國版圖，它們不可侵犯並受到武力保護”
從此日俄對庫頁島的爭端達到白熱化的程度，應該說1860年代，也就是第二次鴉片戰爭以前，中國清朝、日本江戶幕府、沙皇俄國都對這一地區提出了自己的領土主張，但是在第二次鴉片戰爭期間中國簽訂了《璦琿條約》，沙俄以調停中英法第二次鴉片戰爭爲藉口，強迫中國簽訂中俄《北京條約》，將黑龍江以北、烏蘇里江以東包括庫頁島在內的共100多萬平方公里的領土割讓於俄國，從此清朝不再對庫頁島有領土要求。
接下了就是日俄爭奪的時代，1862年江戶幕府派竹內保德使團赴聖彼得堡進行談判，並提出庫頁島以北緯50°線劃分界限，但俄方堅持以北緯48°線的千島羣島爲界，企圖將庫頁島整體劃爲沙皇俄國所有，此次談判未獲成功。
1853 年～ 1875年,是日俄爭奪庫頁島領有權的第二階段。1849 年,涅維爾斯科伊在東西伯利亞總督穆拉維約夫的支持下,於 6 月 26日乘“貝加爾”號軍事運輸船開往庫頁島東岸,再次對庫頁島進行“考察”,並繞過庫頁島北端,轉而向南侵入韃靼海峽。7 月 23 日,涅維爾斯科伊率“貝加爾”號軍事運輸船又進入黑龍江口進行考察,然後向北返航,開往鄂霍次克海域。涅維爾斯科伊通過這次考察發現:庫頁島不是半島,而是一個島嶼;韃靼海峽可以通過各種船隻;黑龍江口可以行船。這是俄國有史以來第一次對黑龍江口和庫頁島一帶所作的比較接近事實的結論。涅維爾斯科伊“發現”庫頁島不是半島,以及黑龍江口可以通航以後,沙俄政府加緊了對中國黑龍江口和庫頁島一帶的侵略活動。
1875年5月7日，日本與沙俄簽訂《庫頁島、千島羣島交換條約》，俄國把千島羣島北部給予日本，換取日本不再對庫頁島提領土要求。自此以後，日本宣佈完全放棄了庫頁島的權力，全島正式劃入沙俄的版圖。
1905年，日俄戰爭爆發，日本大獲全勝，日軍趁機全面佔領庫頁島，驅逐沙皇俄國的軍隊，此役歷史上被稱爲“庫頁島之戰”，1905年9月5日，俄國被迫簽訂《朴茨茅斯和約》，俄國割讓庫頁島北緯50度以南的領土與日本，日本在南庫頁島設立了樺太民政署。
從1905年至1945年，整整四十多年的時間裏，南庫頁島屬於日本，北庫頁島屬於俄國以及之後的蘇聯。
1945年，第二次世界大戰勝利之際，蘇聯出兵中國東北，並進攻庫頁島，於8月28日全面控制庫頁島，俄國人在這一年不僅佔領了庫頁島，還繼續南進，佔領了北方四島，甚至想渡過海峽，佔領北海道島。
注意，蘇聯軍隊佔領北方四島之際，日本已經無條件投降了，按照國際法，日本投降以後，同盟國不應再繼續進攻日本的領土，所以說這就是北方四島歸屬權爭議的來歷。
