Holmium ble oppdaget i 1878 samtidig av de to sveitsiske vitenskapsmennene Marc Delafontaine og Jacques-Louis Soret, og den svenske kjemikeren Per Teodor Cleve (1840–1905). Holmium ble isolert fra prøver av erbium. Holmium ble oppkalt etter Holmia, det latinske navnet på Stockholm.