庫頁島原為中國領土，在中國舊稱苦葉、苦兀、骨嵬或黑龍嶼，俄國在第二次鴉片戰爭後通過不平等條約割佔後，將其改名為薩哈林島。
1905年，日俄戰爭俄國戰敗，日本人派兵佔領了庫頁島全島，又將庫頁島改名為樺太島。直到1945年日本投降，蘇聯方面才又重新佔領了庫頁島和南千島羣島。從1905年到1945年，庫頁島在日本人的統治下有40年左右。
日本佔領庫頁島期間修建的燈塔
現在的日本海是俄羅斯方面的稱呼，後來被西方列強沿用。而在中國歷史上，日本海有不同時期有不同稱謂。兩漢叫樂浪海，隋唐叫少海或者大北海，元明兩代叫鯨海，清朝叫金海。韓國和朝鮮方面為了爭奪日本海權益，稱日本海為東海。
日本海及庫頁島區位
俄方在重新佔領庫頁島後，對島上主體人口進行了改造，對日朝移民及所有外來非俄人羣或驅趕或內遷，只保留島上原始土著。並開始大規模移入俄羅斯本族。
庫頁島日本修建的燈塔，俄羅斯還沒拆
沙俄從清朝手裏奪得庫頁島後，由於外東北及西伯利亞地域廣闊，並未對庫頁島大規模開發建設。但在日本治下的四十年，由於日本本身國土狹小，對新得到的庫頁島非常重視，日本將庫頁島從蠻荒狀態開發成人煙稠密之地。
日本當年在庫頁島的居民區
即使到現在，庫頁島人口最多之地就是當年日本佔領的南部部分，而現在的庫頁島首府南薩哈林斯克就是當年日本人所修築的豐原城。
這是日本在庫頁島修建的燈塔的內部，窗户居然仍完好。
守塔人的窗户
日本人為了運輸庫頁島上的煤礦、森林、毛皮和其他資源，專門修建了鐵路，一直被俄羅斯使用到現在。這些鐵路大多由日本人擄來的朝鮮工人和華工
現在仍使用的鐵路
日本修建的庫頁島鐵路一直從庫頁島內部通到南薩哈林港口，然後輸送往日本國內，其開發的目的也是為了掠奪資源而非真正開發。
日本修築的鐵路港口
日本早起庫頁島的工廠
紙漿廠
在日本史籍中一直認為庫頁島是其固有領土。因為按照日本的理解，從1295年日本同庫頁島建立聯繫，到今年，日本共對庫頁島的法理統治已經724年。日本與庫頁島的聯繫大致如下。
1295年，日本的日持上人前往庫頁島傳教，建立日蓮宗的據點。1297年，日本津輕地方蝦夷管領安東氏攻佔庫頁島南部。1485年，庫頁島南部愛努族首領向武田信廣獻銅雀台。1593年，豐臣秀吉派松前慶廣佔領庫頁島。1635年，松前公廣派村上掃部左衞門巡視本島。1644年，日本江户幕府松前藩繪製的日本全圖《正保御國繪圖》，首次把北海道及庫頁島納入日本的領土。1679年，來自松前藩穴陣屋的久春古丹在庫頁島設立城鎮大泊町。開拓漁場。1790年，松前藩在庫頁島南部又設置市集。1799年，庫頁島南部成為幕府的直轄地。1905年，日本設立樺太民政署。1945年蘇聯佔領庫頁島及千島羣島。1951年9月8日，日本發表宣言，宣佈全面放棄庫頁島的領有權。