Szardínia történelme az ősidőkbe nyúlik vissza. 1979-ben a paleolitikumból (Kr. e. 150 000) származó leleteket találtak a szigeten.

A történelem előtti Szardínia lakosai obszidiánnal kereskedtek. Ez egy olyan kőzet, amelyből az első, durva megmunkálású eszközöket készítették. Kereskedelmi tevékenységük közel hozta a szigetlakókat a Földközi-tenger mentén élő népekkel.

Néhány, itt talált szőlőszemről DNS-teszt mutatta ki, hogy a világ legöregebb ilyen leleteiről van szó, kb. Kr. e 1200-ból származnak, Egyiptom és Mezopotámia virágzásának idejéből. A Cannonau bort ebből a fajta szőlőből készítik, és föltételezhető, ez minden európai bor őse.

A neolitikum és a Római Birodalom kora között történt a nurági invázió. Közülük még ma is 9000-en élnek a szigeten. Azt föltételezik, hogy a shardanák a Földközi-tenger keleti vidékéről érkezhettek ide. A shardanák csatlakoztak a „shekelesh” néphez, és létrehozták a „tengeri népek” szövetségét. III. Ramszesz egyiptomi fáraó mért rájuk vereséget saját földjén, Egyiptomban, Kr. e. 1180-ban. A shardanák és shekeleshek alkotta népcsoportot az egyiptomiak a „távoli szigetek népének” nevezték. Ez arra utal, hogy a shardanák már Szardínián élhettek az Egyiptom elleni invázió idején. Valójában a legtöbb tombe dei giganti, „óriási sírkő” úgy néz ki, mint egy-egy hajó, függőlegesen a földbe állítva, ami a tengerjáró életmódra utalhat. Nyelvészeti tanulmányok szerint a lüdiai Sardis városa lehetett a kiindulópont, ahonnan végül elérték a Tirrén-tengert, ahol kettéváltak: egy részük Szardíniára ment, másik részük pedig nem más, mint az etruszkok népe. Mindamellett az eredeti szardíniai népességel kapcsolatos elméletek döntő része elsősorban a genetikai kutatásra támaszkodik, és a hagyományos kelet-nyugati népmozgások keretén belül vizsgálódik. A vizsgálatok szerint Szardínia népessége genetikailag nem rokona a környező népeknek. Ez elsősorban az elszigeteltség miatt lehet így, noha más okok, így az pre-indoeurópai, neolitikus népekkel való kapcsolatok is hozzájárulhatnak a genetikai távolsághoz.

A népsűrűség, a neolitikumból származó építészeti maradványok puszta mérete arra enged következtetni, hogy jelentősebb népesség lakhatta a szigetet.

Kr. e. 1000 körül föníciai telepesek kikötőket hoztak létre a szardíniai partokon. Kr. e. 509-ben háború robbant ki az őslakos nurágok és a föníciaiak között. A telepesek Karthágótól kértek segítséget, aminek következtében a sziget Karthágó része lett. Kr. e. 238-ban, miután a Római Köztársaság az első pun háború alatt vereséget mért a karthágóiakra, ez utóbbiak átengedték a szigetet a győzteseknek.

456-tól 534-ig az észak-afrikai vandálok királyságához tartozott a sziget, egészen addig, amíg bizánci császár, I. Jusztiniánusz el nem foglalta. A bizánci uralom alatt a Caralis városában székelő birodalmi képviselő irányította a területet. Valójában a bizánciak hatalma nem terjedt ki a sziget keleti részén elterülő, hegyvidéki Barbagiára, és itt független királyság működött a hatodiktól egészen a kilencedik századig.

A 8. század kezdetén arab és berber hordák támadtak a szigetre. Szicília 832-es meghódítása után a bizánciak képtelenek voltak megvédeni legtávolabbi tartományukat, és a tartományi bíró független hatóságként kezdett működni. A helyi védelmet úgy szervezte meg, hogy a szigetet négy „giudicato”-nak nevezett részre osztotta, ezek: Gallura, Logudoro, Arborea és Caralis voltak. 900-ra e négy kerület mindegyike független, alkotmányos királysággá vált. Számos alkalommal Pisa és Genova hatalma alá került valamelyikük. 1323-ban az Aragóniai Királyság megkezdte Szardínia elfoglalását. Arborea ennek sikeresen ellenállt, és egy időben ahhoz is közel járt, hogy az egész szigetet irányítása alá vonja. Utolsó uralkodója, Arboreai Eleanor azonban a döntő csatában vereséget szenvedett az aragónoktól (Sanluri csata, 1409. június 30.). Alghero városának őslakóit kitelepítették, és katalán hódítók költöztek a városba. Az ő leszármazottaik ma is katalánul beszélnek. Kasztília és Aragónia egyesítése után Szardínia az egységes Spanyolország szerves része lett.

Spanyol uralom alatt a szardíniaiakat szabályszerűen a spanyol flottában foglalkoztatták. 1571. október 7-én a lepantói ütközetben szardíniai tengerészek Don Juan de Austria admirális hajójáról átszálltak a török vezérhajóra, túlerővel legyőzték a személyzetet, és levágták a török tengernagy fejét. Vezérük póznára feltűzött feje félelemmel töltötte el a törököket, akik így feladták a küzdelmet. Ez volt az első alkalom, hogy az európaiak tengeri csatát nyertek a törökök ellen, és előrevetítette az Oszmán Birodalom lassú hanyatlását.