Navnet Brønnøya skyldes at seilskuter som skulle i utenriksfart før i tiden, bunkret spesielt godt og holdbart ferskvann fra brønner på øya. Vannet var hellig, og kom fra Mariakilden like ved sundet til Ostøya. I dag vet vi at vannets holdbarhet blant annet skyldtes det store kalkinnholdet.

Med sine 1380 mål er øya den tredje største i Vestfjorden, med 362 private parseller, 16 eiendommer med helårsbolig og 261 hytter. Det er flere til dels bratte åsrygger på øya, og det høyeste punktet er over 40 moh. Øya er i prinsippet uten motorisert ferdsel. Adkomst til den er med hånddrevet kabelferge om sommeren, og over pongtongbru resten av året.

Høyest på øya er det funnet to steinalderboplasser. Jordbruk kan ha blitt drevet der i 1500 år. Nesøygodset eide Brønnøya gård i 1647, og brukeren da het Anne. I 1826 hadde gården 216 mål innmark, fire hester, 16 storfe og 20 småfe. Den skiftet mellom private eiere flere ganger. Industrigründer Caspar Donato Brambani kjøpte Brønnøya og de tilhørende øyene rundt den i 1892. Plahtefamilien på Høvik overtok gården i 1907. De reiste den store hovedbygningen i 1914. I 1928 ble gården solgt med formål utparsellering, som straks kom i gang. Gårdsdriften ble gradvis trappet ned fra 1960-årene av.

Hovedbygningen ble benyttet som pensjonat og sykehjem av Rolf Sunnaas fra 1948, før han flyttet til Nesodden i 1954. Rundt tunet står fortsatt vognskjulet og låven, med en frukthage nær ved.

Brønnøya har store kalkforekomster i grunnen. Helt siden middelalderen drev bøndene i distriktet kalkbrenning som tilleggsnæring. På øya er det registrert fem rester etter gamle kalkovner. Det var industriell produksjon ved Sandbukta, der fiskehandler Anders Haagensen bygget en tidlig industriovn i 1874 som var i drift til 1888. Ovnen står fremdeles, og er øyas største severdighet. Da Brambani kjøpte øya i 1892, bygget han en stor kalkfabrikk, Brønøens Kalkfabrik, ved Store Ostsund. Den var i drift til markedet for kalk raste i 1900. Det er store kalksjakter godt synlige i landskapet.