Πρωτοβυζαντινά χρόνια - Μεσαίωνας
Βυζάντιο
Δεν υπάρχουν πολλά στοιχεία για το νησί τη Βυζαντινή περίοδο. Το 325 μ.Χ. ο επίσκοπος Λήμνου Στρατήγιος πήρε μέρος στην πρώτη Οικουμενική Σύνοδο. Ο επόμενος επίσκοπος Λήμνου εμφανίζεται το 680 μ.Χ. στην ΣΤ’ Οικουμενική Σύνοδο και ονομάζεται Σιλουανός.
Επί Μεγάλου Κωνσταντίνου το νησί ανήκε στο θέμα Ανατολικού Ιλλυρικού. Από τον Ζ’ ως τον ΙΑ’ αιώνα οι βυζαντινοί χρησιμοποιούσαν το νησί για να ναυπηγούν πλοία καθώς και για βάση του στόλου τους.
Στους μέσους βυζαντινούς χρόνους το νησί ανήκε στο θέμα Ελλάδας και αργότερα περνάει στο θέμα Αιγαίου, ενώ τον ΙΑ’ αιώνα περνάει στο έλεγχο της Θεσσαλονίκης.
Η βυζαντινή κυριαρχία διακόπηκε αρκετές φορές από τους Σαρακηνούς, τους Βενετσιάνους και τους Γενουάτες. Οι Τούρκοι δεν κατέλαβαν ποτέ το νησί.
Όποτε το επιχείρησαν συνάντησαν την ηρωική αντίσταση των κατοίκων του νησιού με αποκορύφωμα τη μάχη του Κότζινου το 1475 όπου διακρίθηκε η Μαρούλα της Λήμνου.Στους Τούρκους παραχωρήθηκε από τους Βενετούς το 1456 αρχικά και το 1479 οριστικά.
Τουρκοκρατία
Η πρώτη παρουσία των Τούρκων στο νησί αναφέρεται το 1442 όταν το πολιόρκησαν για 27 μέρες. Ανάμεσα στους πολιορκημένους ήταν και ο Κωνσταντίνος Παλαιολόγος με τη δεύτερη γυναίκα του Κατερίνα Γατελούζου που πέθανε από τις κακουχίες και τη δύσκολη εγκυμοσύνη.
