Το αρχαίο όνομα του νησιού είναι Ακρίτης και Ναρκοί.
Οι Αρκιοί σχηματίσθηκαν από τη βύθιση της Αιγηίδας κατά τη πλεκτόνιο περίοδο. Λόγω του άνυδρου και της μικρής έκτασης οι Αρκιοί δεν απέκτησαν ποτέ συγκροτημένο οικισμό. Όπως και στα άλλα νησιά πρώτοι κάτοικοι ήταν οι Κάρες, μετά οι Δωριείς και τέλος οι Ίωνες της Μιλήτου που αξιοποίησαν τους Αρκιούς ως ενδιάμεσο σταθμό στο δίαυλο Σάμου-Κω. Ίδρυσαν μικρό οχυρό ώστε να μπορούν να ελέγχουν το μεγαλύτερο μέρος του περάσματος.
Τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι το οχυρό ιδρύθηκε στα πρώτα Ελληνιστικά χρόνια πιθανότατα με δύο φάσεις κατασκευής.
Η ΒΔ πλευρά του κάστρου (τουλάχιστον ο πύργος) χρονολογείται από τον 4ο αιώνα π.Χ. Λέγεται ότι το κάστρο επί Ρωμαϊκών χρόνων, κατά την περίοδο που ο Ιούλιος Καίσαρ κρατείτο όμηρος στο Φαρμακονήσι, καταστράφηκε από τον ίδιο μετά την απελευθέρωσή του. Από το οχυρό ή “Κάστρο της Αυγουστίνης”, όπως έχει επικρατήσει να λέγεται πήρε και την ονομασία του το σημερινό λιμάνι των Αρκιών και ονομάζεται το λιμάνι της Αυγούστας.
Οι αρχαίες οχυρώσεις χρησιμοποιήθηκαν εκ νέου κατά τα πρωτοβυζαντινά χρόνια, αφού ενισχύθηκαν κατάλληλα. Στη θέση που είναι το οχυρό και στο ψηλότερο σημείο του πύργου πιθανότατα υπήρχε απευθείας οπτική επαφή με το Καστέλι, την ακρόπολη της Πάτμου. Όταν το 1087 ο Όσιος Χριστόδουλος γίνεται κάτοχος της Πάτμου, οι Αρκιοί θα χρησιμοποιηθούν από τη Μονή σαν αγροκτήματα και βοσκοτόπια της.
Οι σημερινοί κάτοικοι ίσως είναι απόγονοι των καλλιεργητών και βοσκών της Μονής στην οποία ανήκει κατά ένα μεγάλο μέρος ακόμα η γη. Στο νησί βρέθηκαν 2 χάλκινα νομίσματα εκ των οποίων το ένα ρωμαϊκού τύπου ομονοίας (Αλικαρνασσού-Κω), όπου στη μία πλευρά του εικονίζονται οι Καρκάλας και Γιέτης.
Στα Τηγανάκια, στη μικρή αμμουδερή παραλία νότια του νησιού και κυρίως στο ανατολικό της άκρο, υπάρχουν κεραμικά προϊστορικά της νεολιθικής περιόδου. Στην περιοχή Κουτσούρα στο ΒΑ σημείο του νησιού, οι ψαράδες αναφέρουν ότι μέσα στη θάλασσα υπάρχουν κτίσματα.