Siden kom doriske grekere til øya, og i henhold til senere romerske historikere var det disse som ga øya navnet Megisti («Største»), antagelig for at Kastellorizo var den største blant øyene i områdene. Øya hadde sin egen sivilisasjon i henhold til funn i form av doriske inskripsjoner, graver, murer og levninger av tempelet til Apollon Megisteas. Innbyggerne deltok i Trojakrigen sammen med de andre øyene i Dodekanesene, og ble senere alliert av Athen i kampen mot perserne. Sammen med dorere var det også bosetning fra lykere, et innfødt folk fra vestkysten av Anatolia, og den lykiske graven fra 300-tallet f.Kr. er en av de mest imponerende monumentene på øya.