Η παλαιότερη μνεία στο όνομα του νησιού ως «Πάτμος», γίνεται από τις λιγοστές αναφορές των αρχαίων ιστορικών (Θουκιδίδης, Στράβων, Πλίνιος). Στις επιγραφές πάλι που διασώθηκαν εδώ, το νησί αναφέρεται ως «Πάτνος» ή «Πάτμος». Παραφθορά του ονόματος «Πάτνος» αποτελεί και η νεώτερη ονομασία του νησιού ως «Πάτινος» αλλά και η μέχρι σήμερα χρήση του ονόματος των κατοίκων (Πατινιοί ή Πατινιώτες).

Ο Θουκυδίδης (5ος αι. π.Χ.) αναφέρει ότι ο ναύαρχος του στόλου των Αθηναίων καταδίωξε στον στόλο των Σπαρτιατών «μέχρι Πάτμου της νήσου». Επιφανειακά ευρήματα (κεραμικά όστρακα και λίθινα εργαλεία) που βρέθηκαν στις θέσεις Καστέλλι, Καλλικατσού, Άσπρη, Λεύκες κ.α., μαρτυρούν πρώιμη κατοίκηση ήδη από την εποχή του Χαλκού (2000-1100 π.Χ.). Λείψανα από τη Γεωμετρική (1100-750 π.Χ.) και Αρχαϊκή περίοδο (800-500 π.Χ.) απαντώνται κυρίως στο Καστέλλι, την αρχαία ακρόπολη η οποία οχυρώθηκε με ισχυρό τείχος κατά τον 4ο-3ο αι. π.Χ.

Αν και δεν σώζονται πληροφορίες από ποιους πρωτοκατοικήθηκε η Πάτμος, συμπεραίνεται ότι οι πρώτοι οικιστές της ήταν οι Κάρες που κυριαρχούσαν στο Αιγαίο το 1369 π.Χ., ενώ ύστερα οι Δωριείς κι οι Ίωνες. Την ελληνιστική εποχή (330-32 π.Χ.) υπαγόταν στη Μίλητο. Τότε το νησί γνώρισε ιδιαίτερη άνθηση, γεγονός που επιβεβαιώνεται από την ύπαρξη της ακρόπολης (κτίρια και οχυρώσεις) στην περιοχή Καστέλλι.

Κατά τα ύστερα χρόνια της Ρωμαιοκρατίας αποτέλεσε τόπο εξορίας. Ο αυτοκράτορας Δομιτιανός (51-96 μ.Χ.) εξόρισε εδώ γύρω στο 95 μ.Χ. τον Ευαγγελιστή Ιωάννη, ο οποίος κήρυττε τον χριστιανισμό στην Έφεσο. Κατά τη διάρκεια της εξορίας του στο νησί, σύμφωνα με την παράδοση και τις γραπτές μαρτυρίες, ο Ιωάννης συνέγραψε την Θεία Αποκάλυψη στο ομώνυμο σπήλαιο. Από τον 4ο έως τον 6ο αιώνα, ο χριστιανισμός διαδόθηκε και επεκράτησε στα Δωδεκάνησα. Την ύπαρξη παλαιοχριστιανικής βασιλικής βεβαιώνουν τα πολλά αρχιτεκτονικά μέλη, που βρίσκονται εντοιχισμένα στη μονή του Θεολόγου.

Στη συνέχεια η Πάτμος σχεδόν ερημώνεται. Η ανέγερση της Μονής (1088) από τον Όσιο Χριστόδουλο σηματοδοτεί την αφετηρία της νεώτερης ιστορίας

του νησιού και της μεγάλης πνευματικής και οικονομικής ανάπτυξης στους επόμενους αιώνες μέχρι σήμερα.

Η λατρεία της Αρτέμιδας

Η λατρεία της θεάς Αρτέμιδας, η οποία απαντάται με στην Πάτμο με τα επίθετα Αρτέμιδα Σκυθία και Αρτέμιδα Πατμία, θεωρείται ότι οφείλεται στον Ορέστη, γιό του Αγαμέμνονα. Στη σημαντικότερη σωζόμενη στην Πάτμο επιγραφή, χρονολογούμενη στον 3ο ή 4ο αιώνα μ.Χ. η οποία φυλάσσεται σήμερα στο Σκευοφυλάκιο της Μονής, αναφέρεται ότι στο νησί βρήκε καταφύγιο ο Ορέστης ο οποίος (μετά τον φόνο της μητέρας του Κλυταιμνήστρας και καταδιωκόμενος από τις Ερινύες), πέρασε από το νησί και έστησε για εξιλέωση άγαλμα της Σκυθίας Αρτέμιδος.

Στην επιγραφή αυτή μάλιστα υπάρχει ένας ωραιότατος χαρακτηρισμός του νησιού: «Πάτνος, νήσος αγαυοτάτη Λητωΐδος … βένθεσιν ειν αλίης έδρανα ρυομένη …» δηλαδή: «Πάτμος, λαμπρότατο νησί της κόρης της Λητούς, της Αρτέμιδας … που έχει κατοικίες στα βάθη της θάλασσας ...».

Η ύπαρξη της επιγραφής αυτής αποδεικνύει το γεγονός της συνέχεια της ειδωλολατρικής πίστης στην Πάτμο, κι επίσης, την οικιστική συνέχεια κατά τους πρώτους μεταχριστιανικούς αιώνες.

Εκτός από την λατρεία της Αρτέμιδας, υπήρχε στο νησί, σύμφωνα και με άλλη επιγραφή, η λατρεία του Απόλλωνα Καρνείου. Άλλες μαρτυρίες αναφέρουν τη λατρεία και άλλων θεοτήτων της αρχαίας εποχής όπως ο Δίας, ο Ερμής και ο Διόνυσος, ενώ ιερό της Αρτέμιδας θεωρείται ότι υπήρχε στη θέση στην οποία βρίσκεται σήμερα η Μονή του Θεολόγου.