Ανασκαφές από το 1968 έως το 1972 αποκάλυψαν ότι υπήρχε οικισμός, που – κατά το κύριο μέρος του σήμερα έχει καταποντιστεί. Μεγάλος αριθμός αγγείων, κεραμικών και χάλκινων της μέσης γεωμετρικής εποχής βρέθηκαν στο νησί, τα οποία κοσμούν το αρχαιολογικό μουσείο της Νάξου. Δεν έχουν βρεθεί ίχνη ζωής στο νησί την εποχή της κλασικής αρχαιότητας και των ελληνιστικών χρόνων. Στα μεσαιωνικά χρόνια θα πρέπει να υπήρξε ορμητήριο των πειρατών, καθώς θα πρέπει να ήταν ακατοίκητη και η θέση της ιδανική για καταφύγιο.
Κατά την Τουρκοκρατία, από μαρτυρίες κατοίκων διαπιστώθηκε ότι ήταν κατοικημένη και μάλιστα πιθανολογείται ότι οι οικογένειες που ζούσαν εκεί ήταν πέντε ή έξι. Η Δονούσα έγινε πια γνωστή κατά τον Α’ Παγκόσμιο πόλεμο από την ανθράκευση των θωρηκτών Γκαίμπεν και Μπρεσλάου στο ακρωτήριο Άσπρος Κάβος το 1916. Επίσης κατά τον Β΄Παγκόσμιο πόλεμο οι Άγγλοι σύμμαχοι βομβάρδισαν γερμανικό πλοίο, του οποίου τα απομεινάρια υπάρχουν ακόμη στο βυθό της παραλίας Κέδρος.
