Miletos adının Hitit metinlerinde geçen Milavanda'yla ilişkisi olduğu ileri sürülür. Antik yazarlar, yerli halkın Karlar olduğunu, daha sonra Giritliler'in ve İonialılar'ın buraya geldiğini belirtir. Miletos'daki Yunan yerleşmesinin MÖ 10. ya da 9. yy'da gerçekleştiği düşünülmektedir. İlk kent, bugünkü antik yerleşmenin güneybatısındaki Kalabaktepe'de kuruldu. MÖ 7. ve 6. yy'larda en parlak dönemlerini yaşadı. Güçlü Lydia Krallığı'nın kara ticaretini denetimi altına almasından sonra Miletos koloniler kurarak etkinlik alanını genişletti.

MÖ 7. yy'ın sonu ile 6. yy başında Miletos, Tiran Thrasyboulos yönetimindeydi. Lydia kralları Sadyattes ve Alyattes'in saldırılarına karşı koyabilecek siyasal güce sahipti. MÖ 6. yy aynı zamanda kentin kültürel ve düşünsel açıdan parladığı bir dönemdi. Miletoslu Thales'in kurduğu Miletos Okulu; felsefe, coğrafya, astronomi, matematik gibi birçok B| bilim dalında tartışmaların, keşiflerin gerçekleştirildiği kültür kuruluşuydu. Anaksimenes, Anaksimandros, Hekataios bu okulun ünlüleri arasındaydı. MÖ 546'daki işgal sırasında Persler'le özel anlaşma yaparak bağımsızlığını korudu. Böylece, diğer İonia kentleri gerilerken Miletos gelişmeyi sürdürdü. MÖ 5. yy sonunda, Miletos alfabesi Atina tarafından kabul edilince resmi yazı dili haline geldi. Ancak kentin tiranı Aristagoras'ın kışkırttığı İonia Ayaklanmasında, baş rol Miletos'undu. MÖ ^4'teki Pers zaferi sonrasında en fazla yıkıma uğrayan İonia kentlerinden biri oldu. MÖ 477'den sonra Attika-Delos Deniz Birliği'ne katıldı. MÖ 334'teki Büyük İskender'in zaferinden sonra, Helenistik dönemin belli başlı ticaret ve sanat merkezlerinden biri haline geldi. Helenistik dönem boyunca Ptolemaioslar, Seleukoslar ve Bergama Krallığı egemenliklerini yaşadı. MÖ 133'te Roma yönetimine girdi. Asia Eyaleti'nin sayılı metropollerindendi. MS 3. yy'dan sonra yavaş yavaş önemini yitirmeye başladı. Varlığının başlıca nedenlerinden olan deniz ticareti, Latmos Körfezi, Büyük Menderes'in getirdiği alüvyonlarla dolunca geriledi. Çevre bataklık haline geldiği için kent halkının sağlığı bozuldu. Bizans döneminde surlarla çevrili küçük bir yerleşmeydi. Menteşe Beyliği'nin yönetiminde Balat adını alan kent, gelişme gösterdiyse de bu çok kısa süreli oldu. 1424'te Menteşe Beyliği'yle birlikte Osmanlı topraklarına katıldı. Osmanlılar döneminde köy durumuna gelen yerleşme, 17. yy'da harabe halindeydi.

Denize doğru uzanan yarımada üzerindeki Miletos'un güneybatısında, Kalabaktepe'de ilk yerleşmenin izleri bulundu. Buluntular, arkaik dönemde de kentin geniş bir alana yayıldığını gösterdi. Tepede, Athena Tapmağı'nın (MÖ 6. yy) cella izleri ve pişmiş toprak çatı kaplamaları ortaya çıkarıldı.

İlk kentin kurulduğu Kalabaktepe'nin dikdörtgen planlı kulelerle sağlamlaştırılmış bir surla çevrildiği bilinmektedir. MÖ 650'li yıllarda tepe, poligonal teknikte surla çevrilerek akropolis olarak kullanıldı. Pers yıkımından sonra yeniden kurulan kentin surları, MÖ 2. yy'ın ortalarına doğru tamamlandı. Yarımadanın güneybatısında yer alan kutsal kapı, Didyma ile Miletos arasındaki kutsal yolun sonundadır. Kuzeybatıdaki Aslanlar Körfezi adı verilen koy, antik çağda deniz üssü olarak kullanılıyordu. Dar ağızlı girişi gerektiğinde zincirle kapatılarak korunaklı bir üs elde ediliyordu. Helenistik dönemde liman ağzının iki yanına, simgesel anlamda limanı koruyan birer aslan heykeli kondu. Bu heykeller bugün de özgün yerlerinde durmaktadır.

Yapıların büyük çoğunluğu Aslanlı Liman çevresinde yoğunlaşmıştı. Limanın güneybatısında yer alan iki anıt, Roma dönemine tarihlenir. MÖ 31'de Actium Zaferi anısına İmparator Augustus için dikilmiş olan Büyük Liman Anıtı tümüyle onarıldı. Daha kuzeydeki Küçük Liman Anıtı, MS 1. yy'm ikinci yarısında yapıldı. Limanı üç yandan çeviren mermer rıhtım Roma yapısıdır. Rıhtımın güneyindeki liman stoası Helenistik döneme tarihlenir. 160 m uzunluğundaki Dor düzenli stoada 30 dükkân yer alıyordu. Stoanın doğu ucunda Roma İmparatorluk Çağı başında yapılmış kapı yer alır. Liman kapısı denilen bu 16 sütunlu geçit, kent merkezine girişi sağlar. Stoanm güneybatı köşesinde 40 kişilik tuvalet vardır. Limanın doğusunda, MS 1. yy'ın sonuna tarihlenen Roma hamamları yer alır. Güneybatıda ise yine Roma yapısı bir sinagog vardır. Sinagog, bazilikal plandadır. Liman stoasmm güneyindeki, kuzeyi stoaya dayalı küçük pazar yeri dükkânlarla çevrilidir. Klasik dönemde yapılan pazar yeri, Helenistik ve Roma dönemlerinde genişletildi. Kuzeydeki Agora'nın tapınağı, kuzey stoada yer alır. Agora ile bouleuterion arasında yer alan iki kült yapısının Asklepios ve bir imparatora ayrıldığı düşünülmektedir. Agorayı, doğudaki dükkânları caddeye açılan İon düzenli stoadan (MS 1. yy) tören yolu ayırır. Uzunluğu 100 m, genişliği 28 m olan yolun iki yanında 5,75 m eninde yaya kaldırımları vardır. Caddenin altında gelişmiş bir kanalizasyon sistemi yer alır.

Kentin en büyük kutsal alanı, Apollon Delphinios'a adanan dinsel yapılardır. Denizcilerin ve gemilerin koruyucusu kabul edilen tanrı için ilk kutsal alan Arkaik dönemde yapıldı. Tören caddesinin kuzeyindeki bugünkü alan ise Helenistik döneme tarihlenir. Romalılar'ca kimi değişikliklerle korunan Delphinion, üç yanı stoalarla çevrili, 50x60 m ölçülerinde, dörtgen bir alandı. Helenistik yapıya, batıdaki üç kapıyla giriliyordu. Romalılar aynı tarafa bir propeylon yaptılar. Avluda temelleri görülen dörtgen bir sunak, yuvarlak bir yapı, üç eksedra ile dört taşınabilir sunak yer alıyordu. Yuvarlak yapı, Geç Helenistik ya da Roma çağlarına tarihlenen bir heroondur. Kutsal alan, devlet arşivi olması nedeniyle de ayrıca önem taşır. Delphinion'un güneyinde, propylon, palestra ve 5 okuma odasından oluşan gymnasium yer alır. Gymnasium ile Delphinion arasında Capito Hamamları vardır. İmparator Claudius döneminde (MS 1. yy), Anadolu'nun mali işlerini yöneten konsül Vergilius Capito tarafından yaptırıldı.

Bouleuterionun avluya bakan arşitravı üzerindeki yazıttan anlaşıldığı kadarıyla Kral Antiokhos Epiphanes yaptırdı (MÖ 2. yy). Propylon, Dor düzenli sütunlarla çevrili avlu ve auditoriumdan oluşur. Üç girişli propylonun, savaş araç ve silahlarının betimlendiği bir frizi vardır. Avlunun ortasında bir Roma heroonunun kalıntıları dikkati çeker. Batıdaki 1500 kişilik toplantı salonuna avludan dört kapıyla girilir. Bouleuterionun önündeki iki katlı, MS 2. yy yapısı anıtsal çeşmenin önemli bir bölümü sağlamdır. Ancak ön yüzünü bezeyen mermer kabartmaların bazı parçaları yerdedir. Anıtsal çeşmenin doğusunda, büyük ihtimalle MS 5. yy'a tarihlenen piskopos kilisesi yer alır. MS 3. yy'a tarihlenen Roma yapı topluluğuna ait dört sütunlu kapıyla kilisenin kare planlı atriumuna girilir. Atriumdan, apsisli bir bazilika olan ana mekâna geçilir. Apsise bitişik yuvarlak yapı, din şehitleri adına yapılmış bir martyriondur. Atriumun kuzeyinde ise kare planlı vaftiz binası yer alır. Kentin hemen hemen ortasında bulunan 164x196 m boyutlarındaki Güney Agora, Helenistik döneme tarihlenir. Romalılar tarafından küçük değişikliklerle kullanılan Agora'ya Kuzey Kapısı'ndan girilir. MS 2. yy'a tarihlenen kapı, zengin bir mimari ön yüz süslemesine sahipti. Bugün yalnız temelleri görülen kapı, Berlin Müzesi'nde sergilenmektedir.

Agora'nın doğusundaki Dor düzenli stoada, ilk yarısı avluya diğer yarısı doğuya bakan 38 çift dükkân sıralanıyordu. Avluya bakan dükkânların arkasında depo odaları da vardı. Güneybatıdaki Dor düzenli stoada ise 19 dükkân bulunuyordu. Agora'nın batısındaki, 163,40 m uzunluğundaki sütun dizisiyle ikiye bölünmüş yapı depodur (MÖ 2. yy). Deponun güney ucunda, üç nefli, önünde portiko bulunan yapı Serapis Tapınağı'dır. MS 3. yy'a tarihlenir. Marcus Aurelius'un eşi Faustina II tarafından yaptırılan Faustina Hamamları (MS 2. yy), antik kentin en sağlam yapılarındandır.

Kentin iki önemli heroonundan biri Güney Agora'nın batısında, diğeri tiyatronun doğusundadır. Kentin batı ucunda, yamaca yaslanmış durumdaki tiyatro, Batı Anadolu'daki örneklerin en sağlam kalmış olanlarındandır. Helenistik dönemde 5300 kişi kapasiteli olarak planlanan tiyatro, Romalılar'ca genişletildikten sonra 15000 kişi alabilecek duruma geldi. Tiyatronun güneyinde MÖ 2. yy'a tarihlenen stadyumun kalıntıları vardır. 191x29,5 m boyutlarındaki yapı 15000 kişi alabilecek kapasitededir. Stadyumun güneybatısında Geç Helenistik dönemde yapılmış küçük bir agora ve daha güneyde İon düzenli, MÖ 5. yy'a tarihlenen Athena Tapınağı'nın izleri vardır.

Miletos'ta günümüze ulaşan İlk Çağ yapılarının yanında Türk egemenliğini belgeleyen beylik yapılar da yükselir. Tiyatronun önündeki kervansaray, Menteşe Beyi İlyas Bey tarafından yaptırıldı (15. yy). Capito Hamamları'nın üstündeki 15. yy Türk hamamının yalnızca kubbesi yıkılmıştır.

Antik kentte, tiyatronun yakınında yer alan yerel müze, 1973'te açıldı. Milet Müzesi'nde, kazıdan çıkarılan çeşitli dönemlere ilişkin eserler sergilenmektedir.