Předpokládá se, že Bali bylo obydlené již v předhistorických dobách, první kamenné nástroje a lodě, které byly nalezeny, pochází z období kolem roku 1000 př.n.l.
Zpočátku našeho století Bali nejvíce ovlivňovalo království na Jávě. Dynastie Majapahit zde rozšířila hinduismus, který se zde rozvíjel s některými odlišnostmi od klasického hinduismus. Jedná se o tzv. Hindu Bali (vyznává stejné bohy, ale chápe je jako zosobnění nejvyšší božské bytosti). Hinduismus, na který měli vliv přistěhovalci z Indie, zde převládal do 16. století. Od 13. století se začal rozšiřovat také islám. V 16. století se do země dostávají Portugalci a Španělé, kteří zde prosazují křesťanství.
Kertha Gosa – nástropní malby
První Evropané, kterými byli Holanďané, se zde usídlili v r. 1590, čímž postupně začala holandská kolonizace. V r. 1846 se zájem Holanďanů o Bali ještě zvýšil, podpořili vzpouru Sasaků na Lomboku a obsadili severní část Bali. V r. 1906 se vylodili ozbrojení holandští vojáci v jižní části Bali a přinutili království ke kapitulaci.
Představení v chrámu vesnice Batubulan
Během druhé světové války bylo Bali okupováno Japonci. Po druhé světové válce, po třech a půl stoletích vyhlásila indonéská vláda, pod vedením vůdce Soekarna, nezávislost. V r. 1949 převzala kontrolu nad ostrovem Bali a plně jej ovládla. Suverenita Indonésie byla uznána v r. 1949 a od r. 1950 je členem OSN.
Největší tragédií ostrova Bali byl v r. 1963 výbuch sopky Gunung Anung, který zabil tisíce lidí.
