Spinalonga, d’une superficie de 8,5 hectares et d’une altitude de 53 mètres, est située à l'entrée nord de la baie d'Elounda. L'île fut initialement fortifiée durant l'Antiquité, très probablement durant la période hellénistique (323 avant J.-C. - 30 avant J.-C.), par la construction d’une imposante muraille visant à la protéger l'entrée du port de la cité antique d'Olus.
Olus et la région en général furent désertées au VIIe siècle, suite aux raids arabes en Méditerranée.
La cité resta abandonnée jusqu'au milieu du XVe siècle, lorsque les Vénitiens exploitèrent la zone pour récolter le sel des eaux salées du golfe. Ainsi, la région acquit une valeur considérable en tant que centre de commerce, et fut rapidement repeuplée.
L'ancien nom de l'île était Kalydon, mais après son occupation par les Vénitiens, elle fut appelée Spinalonga, ce qui signifie « longue épine ».
Sur les ruines d'un ancien château, les Vénitiens construisirent une forteresse, conçue selon la technique de fortification du système bastionné de Genese Bressani et Latino Orsini.
Pendant la période de l’occupation vénitienne, la forteresse fut utilisée à des fins militaires. Les bâtiments à l'intérieur couvraient les besoins de la garnison.
Pendant la guerre de Crète (1645-1669), des réfugiés et des rebelles (Chaïnides) se réfugièrent à Spinalonga, dont ils firent leur base depuis laquelle organiser leurs attaques contre les Turcs. Mais Spinalonga resta aux mains des Vénitiens jusqu'en 1715, date à laquelle elle fut conquise par les Turcs.
Durant les premiers siècles de la domination turque, la forteresse fut mise à l’écart et utilisée comme lieu d’exil et d’isolement. La fin du XIXème siècle marqua cependant un tournant. Le rôle du port de Spinalonga fut valorisé grâce à l'obtention d'une licence commerciale d'exportation. Au milieu du XIXe siècle, l'îlot rassemble un grand nombre d'habitants, en majorité des marchands et des marins, qui, bénéficiant de la sécurité de la cité fortifiée, s’enrichissent sur les routes commerciales de la Méditerranée orientale.
La vie de la cité fut brusquement interrompue en raison des développements politiques survenus en Crète au cours des dernières années du XIXe siècle. L'insécurité qui régnait parmi les Turcs de Crète en raison de l'action révolutionnaire des chrétiens, contraint la majorité des habitants de Spinalonga à émigrer. À partir de 1897 sur l’île, et pendant environ un an à Spinalonga, les forces militaires françaises furent implantées.
En 1903, cependant, l'État crétois décide d'utiliser l'île abandonnée pour créer une léproserie destinée à mettre les malades de Crète en quarantaine. Au début, 250 patients y furent transférés. Cependant, après 1913, lorsque la Crète rejoignit la Grèce, de plus en plus de malades commencèrent à venir de Grèce et de l'étranger.
Ils vivaient dans les bâtiments de la colonie turque et dans des locaux modernes construits dans les années 1930. L'activité de construction de la léproserie donna lieu à des interventions dramatiques sur les bâtiments de la cité et dans les fortifications de la citadelle.
La vie difficile des malades, qui vivaient jusque-là sur l'île, a marqué la région et l’a dotée d’une aura émotionnel perceptible, en faisant un lieu de martyre et de mémoire historique.
Heureusement, grâce aux progrès de la médecine et à l’utilisation d’antibiotiques, la maladie fut vaincue et la léproserie fut fermé en 1957.
Après 1957, l'île resta inutilisée pendant une longue période, jusqu'aux années 70, lorsque débutèrent les travaux de restauration, de réparation et d'amélioration des murs vénitiens, des bâtiments et des routes, qui sont toujours en cours à l’heure actuelle.
Aujourd'hui, la forteresse et la cité de Spinalonga sont en très bon état et l'île est visitée par des milliers de touristes chaque année, et est candidate à son inscription sur la liste du patrimoine culturel mondial de l'UNESCO.