Die Stadt Magnesia wurde der Legende nach eine Generation vor dem Trojanischen Krieg von den Magneten aus Thessalien gegründet. Durch Alexander den Großen wurde Magnesia makedonisch, fiel verschiedenen Diadochen zu, wurde seleukidisch und erlebte seine kulturelle Blütezeit mit dem Königreich Pergamon im 2. Jahrhundert v. Chr. Magnesia wird unter anderem in den Werken von Herodot, Diodorus Siculus und Pausanias erwähnt. Ein Krieg mit Milet wurde 196 v. Chr. durch einen Friedensschluss beendet, nach 190 v. Chr. wurde die Stadt durch die Römer frei.

133 v. Chr. wurde Magnesia dem römischen Imperium vererbt. 17 n. Chr. von einem Erdbeben zerstört, wurde die Stadt vom römischen Kaiser Tiberius innerhalb von zwölf Jahren aus eigenen Mitteln wieder aufgebaut.
Schon 114 n. Chr. gab es dort eine frühe christliche Gemeinde, die in den folgenden Jahrhunderten regelmäßig ihre Bischöfe zu den Konzilien schickte. Von der Eroberung und Plünderung durch die Goten im Jahre 262 n. Chr. konnte sich Magnesia wie die benachbarten Orte Ephesos und Milet nie mehr ganz erholen.
Zwar wurde es noch byzantinische Bischofsstadt und erhielt eine Ringmauer gegen den Ansturm von Persern und Seldschuken, war aber wenig mehr als eine byzantinische Grenzfestung. Infolge von Überschwemmungen, Seuchen und anderen Plagen wurde Magnesia nach und nach von seinen letzten Bewohnern verlassen und fiel dem Verfall anheim.

Im Zuge der großen Ausgrabungskampagnen in Kleinasien durch französische, deutsche und britische Wissenschaftler wurde auch Magnesia wiederentdeckt. In den Jahren 1891–1893 wurden durch die Berliner Museen unter Leitung von Carl Humann Grabungen durchgeführt, bei denen u.a. die Reste des Zeustempels sowie des Artemistempels des Hermogenes freigelegt wurden. Nach dem Abschluss der ersten Grabungskampagne 1893 haben die Grabungen bis 1984 geruht.
Die angeschwemmten Sedimente und die durch Regenwasser abgetragenen Lehmschichten, teils bis zu 4–5 m dick, bedeckten die ausgegrabenen Flächen und Bauwerke wieder mit Erde. Magnesia wurde für nahezu hundert Jahre vergessen, obwohl gerade während dieser Zeit wichtige Forschungsarbeiten über Hermogenes verfasst wurden. Seit 1984 unternimmt die Universität Ankara neue Grabungen, die unter der Leitung von Prof. Dr. Orhan Bingöl stehen.