宋、元时属崇福乡奉谷里。
明、清时属六区奉谷里。据《南日岛志》记载，明洪武初，海盗“以勾引番寇遗祸地方”，为防御倭寇，明廷最初在这里设南日山水寨，平海卫向这里派驻军900名，后因水寨“在涨海中孤立无援”，遂迁往一水之隔的石城，与青山巡检司合一。明清两朝兵马在福建沿海拉锯之际，清廷实行截界，南日人民被迫内迁。清康熙十五年(1667)，兴化城守将与郑成功之子郑经联合，同守兴化城抗拒清兵。第二年，郑经兵败，退出兴化城。
清康熙十八年(1670)，郑经军队驻扎在南日围头和湄洲等地，继续抗清。清康熙二十一年(1673)，施琅攻台成功，郑成功之子孙郑克塽率南明政权投降，莆田沿海全部复界。复界后，南日人民从涵江等地返迁，同时迁来的还有不少平潭、福清和闽南人。清同治三年(1864)，基督教经南日岛传入莆田。
民国五年（1916年）设县佐，继设岛务局直辖本省，1933年设区，1934年划为福清县九区，1935年改为省辖特种区，仍属福清县四区。
1940年划回莆田县。
1949年属十三区，1952年属二十四区。
1955年成立南日区。
1957年称乡。
1958年建立南日人民公社。
1993年改为南日镇。
2002年划归秀屿区。
