Οι Φούρνοι Κορσεών κατά την Αρχαιότητα ονομάζονταν Κοράσιοι Νήσοι. Μία βραχονησίδα τους συγκρατεί το όνομα Κορασίδα και στον λόφο Άγιος Γεώργιος σώζεται τμήμα κυκλώπειου τείχους. Πέτρινες σαρκοφάγοι της Ύστερης Αρχαιότητας όπως αυτή που έχει τοποθετηθεί στην πλατεία των Φούρνων, προέρχονται από την ίδια τοποθεσία. Και από το Πετροκοπιό, του οποίου το όνομα και οι εναπομείναντες στην παραλία ογκόλιθοι μαρτυρούν, την ύπαρξη αρχαίων λατομείων.
Τον 16o αιώνα, Μικροί Φούρνοι (Fornelli) ονομάστηκαν από τον Ενετό γεωγράφο Benedetto Bordone. Οι Φούρνοι που κατοικούνταν από την Αρχαιότητα (πιθανά από Ίωνες), ερημώθηκαν κατά τον Μεσαίωνα, όπως και άλλα νησιά, εξαιτίας της δράσης πειρατών και κουρσάρων που λυμαίνονταν το Αιγαίο. Τους Φούρνους συγκεκριμένα χρησιμοποιούσαν ως αραξοβόλι, βίγλα και ορμητήριό τους.
Η αρχή του επανεποικισμού τους έγινε το 1770, στο πλαίσιο της πρακτικής της Ιεράς Μονής Πάτμου να ιδρύει μετόχια, και της τάσης των μοναχών της να δημιουργούν ασκηταριά στα γύρω νησιά. Στους Φούρνους ήταν ο μοναχός της Νήφων που με άλλους πέντε μοναχούς έχτισαν ένα κελί και το παλαιότερο εξωκκλήσι του νησιού, την Ευαγγελίστρια, στον Κουμαρά. Την μετάβαση του νησιού από την αρχαία θρησκεία στον χριστιανισμό, εικονοποιεί το εξωκκλήσι της Αγίας Τριάδας, που “πατάει” στην τοιχοποιία ελληνιστικού πύργου. Στην κυριότητα Πάτμιου επίσης αλλά ναυτικού, περιήλθαν οι Φούρνοι κατά την Οθωμανική Περίοδο, ως αντάλλαγμα για τις υπηρεσίες του στον οθωμανικό στόλο. Μετά την Ελληνική Επανάσταση του 1821 οι Φούρνοι δεν ενσωματώθηκαν στο Ελληνικό Κράτος και το 1864 εγκαταστάθηκε στο νησί οθωμανική φρουρά. Επισήμως με την Ελλάδα ενώθηκαν στις 3 Νοεμβρίου 1913.
Ο πρώτος οικισμός του νησιού, μετά την έλευση του μοναχού Νύφωνα και της συνοδείας του, δημιουργήθηκε από Δωδεκανήσιους. Ακολούθησαν και άλλοι από άλλα νησιά. Ως τα τέλη του 20ού αιώνα το νησιωτικό σύμπλεγμα δεν ακολούθησε την δημογραφική πτώση άλλων νησιών. Αντιθέτως, παρουσίασε 10% αύξηση του πληθυσμού. Στη Θύμαινα ζούσαν 120 άνθρωποι. Στους Φούρνους 1.400: 100 στην Χρυσομηλιά και οι υπόλοιποι στον ομώνυμο οικισμό. Στο Δημοτικό Σχολείο, στο Γυμνάσιο και στο Λύκειο φοιτούσαν 180 μαθητές. Κατά την τελευταία δεκαετία σημειώθηκε μείωση περίπου 8% (1.343 κάτοικοι).
