W starożytności archipelag znany był Fenicjanom. Wtedy był niezamieszkany. Napotykali go średniowieczni żeglarze w XIV w. Za odkrywców uważa się Portugalczyków João Gonçalvesa Zarco, Tristão Vaza Teixeirę i Bartolomeu Perestrelę, których sztorm zagnał w 1418 r. na Pôrto Santo. Choć nadali wyspie nazwę, wylądowali na niej dopiero w latach następnych (1419 i 1420). Madera została zasiedlona i zagospodarowana w XV w. Z tego czasu pochodzą najstarsze plantacje trzciny cukrowej. Prawdopodobnie w tym okresie sprowadzono tam też winorośl. Ziemię pod uprawę zyskiwano, karczując i wypalając lasy. Na wyspie osiedlali się głównie uciekinierzy z terenu Portugalii, prześladowani Maurowie i Żydzi z Hiszpanii, Holendrzy i Włosi. Do pracy na plantacjach trzciny cukrowej sprowadzano czarnych niewolników z Afryki.
W XVI wieku zaludnienie archipelagu rosło, osiągając 20 tys. mieszkańców (wraz z Porto Santo), w tym 5 tys. w Funchal. Prawdopodobnie 10% stanowili niewolnicy. W 1514 r. papież Leon X utworzył na prośbę portugalskiego króla nowe biskupstwo w Funchal, którego jurysdykcja miała obejmować wszystkie terytoria zamorskie Portugalii. Początkowo największe znaczenie w gospodarce wyspy zajmowała produkcja i eksport cukru do Portugalii i innych regionów Europy, w tym Flandrii.