Ruotsalaisasutus syntyi alueelle 1200-luvulla, mitä ennen saari oli lähes asumaton. Suurin osa muuttajista tuli Suomen rannikolta. Ruotsalaisilla oli monia etuja virolaisiin nähden, kuten esimerkiksi liikkumisvapaus ja alhaisemmat verot. Alueen väestö kasvoi kovaa vauhtia 1500-luvulla. Noarootsin Pyhän Katariinan kirkko rakennettiin vuoden 1500 paikkeilla, ja sen 1600-luvulla rakennettu pappila on Läänemaan vanhin puurakennus. 1500-luvun lopulla Liivinmaan sodan aikana venäläiset ryöstelivät aluetta, joka päätyi lopulta Ruotsin haltuun. Ruotsin vallan aikana Noarootsiin perustettiin Viron alueen ensimmäinen talonpoikaiskoulu. Suuren Pohjan sodan aikana suuri osa alueen väestöstä kuoli kulkutauteihin. Alueen väkiluku väheni kaksi kolmannesta. Tyhjentyneille alueille asettui virolaisia. Mantereeseen liityttyään Noarootsi oli ainoa Viron mantereen alueista, jossa vironruotsalaiset muodostivat enemmistön väestöstä.