Gli abitanti di Java discendono dai popoli migratori che si stanziarono sull'isola intorno al 4000 a.C., sviluppando l'agricoltura intensiva detta sawah (coltura irrigua del riso) a partire dal 2000 a.C. Il commercio con l'India del sud iniziò intorno al III secolo d.C. Gli storici ritengono che questo contatto portò all'adozione dell'induismo nelle aree costiere, anche se il buddhismo operò la propria influenza e continuò a svilupparsi in concomitanza con l'induismo e altre più antiche credenze.
La coltura irrigua del riso condusse allo sviluppo di un sistema sociale basato su villaggi retti dalla cooperazione reciproca, dominato da una stretta gerarchia di corte. Nel 732 d.C. il re hindu Sanjava fondò il regno di Mataram, la prima entità politica dell'isola, che controllò gran parte dell'area centrale di Java ed edificò il complesso di templi di Borobudur. Intorno al X secolo, il regno orientale di Sendok era ormai egemone: fu esteso dal successore Airlangga, che lo divise poi tra i suoi figli: naquero così i regni di Kediri e di Janggala.
Nel 1292 i mongoli invasero Java, portando sul trono un nuovo re, Wijaya, e un nuovo regno, quello di Majapahit, che fu l'impero più potente e celebre di Java, fino alla sua caduta nel XV secolo, periodo in cui si fece avanti la dominazione islamica, soprattutto nei porti costieri. Uno dei regni islamici, quello di Demak, crebbe fino a divenire il primo grande stato islamico di Java. Sempre in quegli anni, vi fu l'arrivo dei portoghesi (1511), degli spagnoli, dei britannici e degli olandesi. Gli olandesi produssero nell'isola un grande sforzo militare, soprattutto nel XVIII secolo, fino a dichiamare l'isola loro territorio, all'inizio del XIX secolo. Al termine della guerra di Java (1825-1850), il controllo olandese sull'isola era pressoché completo. Gli olandesi introdussero un sistema economico basato sui lavori forzati, trendo dallo sfruttamento dell'isola grandi profitti. L'aristocrazia di Java passò ben presto dalla parte dei dominatori, mentre i contadini soffrivano la fame e gli stenti. Nel 1870, tuttavia, fu avviato un sistema di riforme, e il lavoro forzato venne abolito.
Nel XX secolo l'economia di Java subì un forte declino, perché molte attività furono dislocate su altre isole. Quando i giapponesi presero Batavia, nel 1942, furono salutati come liberatori, ma ben presto il giudizio su di loro cambiò. Quando si ritirarono, nel 1945, Soekarno proclamò l'indipendenza, ma dovette lottare contro le pretese degli olandesi di riprendere il controllo dell'isola. Solo nel 1949 Soekarno poté divenire il primo presidente dell'isola.
La neonata nazione era minacciata da gravi problemi, economici, etnici e religiosi, ma il partito di Soekarno restò in sella lunghi anni. Nel 1957 fu proclamata la legge marziale ed iniziò l'era della 'democrazia guidata'. La posizione dominante di Java suscitò il risentimento delle altre province. Le rivolte scoppiate a Sumatra, Minahasa e Ambon negli anni '50 e '60 del XX secolo furono in gran parte ribellioni contro la supremazia javanese. Il fallito colpo di stato comunista del 1965 fu preparato a Jakarta e Java ne subì le drammatiche conseguenze.
Soekarno restò in carica fino al 1697, quando fu scalzato da Soeharto. Nel 1971 furono indette consultazioni elettorali, ma quella di Soeharto fu di fatto una dittatura trentennale. La crisi asiatica degli anni '90 ebbe forti ripercussioni anche su Java e sull'Indonesia. Soeharto dovette ritirarsi nel maggio del 1998 e il suo successore fu BJ Habibie. Nel 1999 Abdurrahman Wahid fu il primo presidente dell'Indonesia ad essere eletto in modo democratico. Nel 2001 il governo di Habibie fu rimpiazzato da quello di Megawati Sukarnoputri, dopo essere incorso in scandali finanziari.
La presidenza di Megawati Sukarnoputri ha avuto il merito di riportare l'Indonesia ad una relativa stabilità, lottando contro l'integralismo islamico, l'insubordinazione militare, la corruzione e un'ecomonia per nulla florida. Sul piano della lotta alla corruzione i risultati non sono stati pari agli intenti. Nel settembre 2004, le consultazioni elettorali hanno portato al potere Susilo Bambang Yudhoyono, un ex-generale.
Java non è stata toccata dal devastante tsunami del 2004 ma ha subito un gravissimo terremoto nel 2006, a cui è seguito uno tsunami che ha colpito la parte meridionale dell'isola.
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