Øya ble oppdaget av russeren Fabian Gottlieb von Bellingshausen den 21. januar 1821, men pakkisen gjorde det umulig for ham og hans ekspedisjon å gå i land. Likevel navnga han øya etter den russiske tsaren Peter den store. Et nytt forsøk på ilandstigelse ble gjort av Jean-Baptiste Charcots andre antarktisekspedisjon i januar 1910, men også dette forsøket ble forhindret av pakkis. Den første suksessfulle ilandstigningen ble utført av den andre Norvegia-ekspedisjonen den 2. februar 1929. Samstundes ble det gjort krav på øya på vegne av Norge. Annekteringen ble stadfestet av myndighetene ved kongelig resolusjon 6. mars 1931, og Peter I Øy fikk status som norsk biland den 24. mars 1933.