L'Île Bouvet fut découverte, le 1er janvier 1739, par Jean-Baptiste Lozier Bouvet, commandant de l'expédition australe menée, au nom de Louis XV, par les frégates L'Aigle et Marie. Ne sachant pas s'il s'agissait d'une île ou de l'extrémité septentrionale d'un hypothétique continent antarctique, Bouvet baptisa cette terre cap de la Circoncision, du nom de la fête religieuse du jour de la découverte.
En 1772, lors de son deuxième voyage autour du monde à bord du Resolution, James Cook, équipé du nouveau chronomètre de précision K1, permettant une mesure fiable de la longitude, chercha l'île trois semaines durant et ne trouva rien. Il se mit à douter de l’existence de cette terre, pensant que Bouvet avait dû apercevoir un iceberg géant qui, par mauvais temps, pouvait apparaître comme une terre couverte de glace en raison de sa partie inférieure sombre.
En 1808, un baleinier anglais, James Lindsay, aperçut une île dans cette région et la nomma Lindsay Island, mais la longitude était différente de celle enregistrée par Bouvet.
Le premier homme ayant foulé le sol de l'île Bouvet fut vraisemblablement, en 1822, le capitaine Benjamin Morrell qui, en compagnie de son équipage, chassait le phoque, mais faute d'avoir communiqué des relevés précis et d'avoir eu la prétention de baptiser cette nouvelle terre, il rata l'occasion d'être le re-découvreur de l'île.
En 1825, un autre anglais, George Norris, décrivit une île par 54° Sud semblable à celle décrite par Bouvet. Il l’appela Liverpool, y accosta et prétendit en prendre possession au nom du roi George IV. Mais il signala également une autre île au nord-est sur laquelle il accosta et qu'il nomma Thompson, ce qui portait la confusion à son comble. L’île Bouvet existait-elle vraiment ? Auquel de ces accostages correspondait-elle ?
Le mystère fut éclairci, en 1898, par l’expédition allemande Valdivia qui, après des mois de ratissage systématique de la zone, ressuscita l’île Bouvet aux yeux des hommes. L’exploration des alentours prouva que les îles Lindsay, Liverpool et Thompson n’étaient en fait qu’une seule et même île, l’île Bouvet ! Tous ces atermoiements montrent combien les conditions météorologiques locales pouvaient tromper les navigateurs. Ces derniers n’avaient ni ciel clair permettant, la nuit, de les renseigner sur leur position, ni terre proche leur servant de point de repère ; Bouvet avait tout simplement décalé son île de plus de 250 kilomètres !
En 1927, elle devint une île norvégienne; en effet, personne n'y avait encore séjourné, ce que fit un équipage norvégien qui y vécut pendant un mois. Les baleiniers norvégiens rebaptisèrent l’île : Bouvetøya. En 1971, la Norvège déclara l'île Bouvet et les eaux environnantes, réserve naturelle. Le pays y installa, en 1977, une station météo automatisée.
Le 22 septembre 1979 eut lieu l'incident Vela : un satellite enregistra un flash de lumière pouvant être interprété comme une explosion nucléaire entre l'île Bouvet et l'archipel du Prince-Édouard.