Punkaharjun syntyä on selitetty monin eri tavoin. 1750-luvulla paikan päällä käynyt Venäjän armeijan palveluksessa ollut linnoitusupseeri Bernardin de Saint-Pierre arveli harjun olleen muinaisten skyyttalaisten rakentama pato. Vuonna 1876 venäläinen maantieteilijä Pjotr Kropotkin, myöhempi johtava anarkismin teoreetikko, osoitti väitöskirjassaan O lednikovom periode (Jääkaudesta) Punkaharjun olleen jääjoen pohjaan kertynyt moreeni- ja hiekkamuodostelma. Punkaharju, venäjäksi Svinnyi hrebet (Sianselkäharjanne), oli jyrkkärinteinen ja kapealakinen saari, jolla Fredrika Runebergin mukaan ”mies voisi kahareisin ratsastaa”.

Kesäkuussa 1803, tarkastaessaan Venäjän ja Ruotsin välistä rajaseutua, keisari Aleksanteri I kiinnostui Punkaharjusta ja määräsi sen suojeltavaksi. Kun harju 1840 jaettiin isojaossa talonpojille, Rantasalmen kruununvouti Zachris Cajander muistutti senaatille tekemässään isojakovalituksessa Aleksanteri I:n suullisesta, unohtuneesta suojelupäätöksestä. Punkaharjusta tehtiin kruununpuisto Nikolai I:n ukaasilla 1842. Sen suojelusta vastasivat kaksi metsänvartijaa, joille rakennettiin talot harjun kumpaankin päähän 1845. Pohjoisessa metsänvartijantalossa oli kolme huonetta matkailijoille.

Vänrikki Stoolin tarinoissaan kansallisrunoilija Johan Ludvig Runeberg opetti suomalaisia rakastamaan isänmaataan. Heinäkuun viides päivä -runo kuvasi suomalaisten kansallismaisemaa, kesäistä kukkulalta avautuvaa järvinäkymää. Vaikka Runeberg ei runoissaan maininnut Punkaharjua, kansallismaiseman ideaali yhdisti harjun ja runoilijan. Vuonna 1880 alkunsa saanut Runebergin muistomerkkihanke toteutui kuitenkin vasta 1939 Punkaharjulle pystytetyssä muistokivessä ja sen tekstissä Rannalta tältä palasen / maat ihanaista isien / Sa näet nuorukainen. Maamme kirjassaan (Boken om vårt land) 1876 Zachris Topelius nimesi Punkaharjun Suomen kauneimmaksi paikaksi. Topeliuksen mukaan Punkaharju oli luonnon vihreä ajatusviiva, tie elämän ja kuoleman välillä, luonnon kaunein huvipuisto, siipensä levittänyt vesilintu ja tummanvihreä kultasulkainen lohikäärme.

Vuonna 1880 pohjoisesta metsänvartijantalosta tehtiin valtionhotelli, jonka oikeudet vuokrattiin yrittäjille. Hotellia laajennettiin useaan otteeseen matkailijamäärien kasvaessa. Ensimmäisen maailmansodan alla 1914 avattiin harjun kupeeseen vielä Hotêl Finlandia. Sodan ja Venäjän vallankumousten seurauksena Punkaharjun matkailu vaikeutui, eikä tilannetta helpottanut 1930-luvun alun pulavuodet. Toisen maailmansodan aikana valtionhotellin vuokraajaksi tuli Lomankäytön Keskusliitto, joka harjoitti sosiaalista matkailutoimintaa. Lomaliiton aika valtionhotellissa päättyi vasta konkurssin myötä 2009. Vuonna 2016 hotellin ostivat Saimi ja Thomas Hoyer, ja se nimettiin Hotelli Punkaharjuksi. Sen myötä Punkaharjun matkailu alkoi elää uutta renessanssia.

Vuonna 1743 solmitussa Venäjän ja Ruotsin välisessä Turun rauhassa valtakunnanraja siirtyi Kymijoelle ja Saimaalle, jossa se kulki lähellä Punkaharjua. Venäläiset perustivat harjulle vartioaseman, jota Kustaan sodan 1790 jälkeen vahvistettiin kahdella tykkipatterilla. Talvisodan ja välirauhan aikana 1939-1941 Punkaharjua linnoitettiin, ja linnoitusjoukkojen tukikohtana oli valtionhotelli. Jatkosodan hyökkäysvaiheessa 1941 valtionhotelli, Hotêl Finlandia ja Takaharjun keuhkotautiparantola toimivat sotasairaaloina. Kesällä 1942 Punkaharjulle saapui italialaisia torpedovenemiehiä torpedoveneineen, jotka olivat matkalla Laatokalle osallistuakseen Leningradin piiritykseen. Kesällä 1944 Punkaharjun Mustaaniemeä ja Kuikonniemeä linnoitettiin puna-armeijan hyökkäyksen varalta.

Vuonna 1903 Punkaharjun kupeeseen perustettiin Suomen ensimmäinen yleinen keuhkotautiparantola. Toisen maailmansodan jälkeen siitä tehtiin puolustusvoimien keuhkosairaala, jonka toiminta päättyi 1964. Nykyään rakennuksissa toimii Kruunupuisto, joka tarjoaa erilaisia kuntoutus- ja hyvinvointipalveluita.

Punkaharjun maisema on innoittanut runoilijoita, kirjailijoita, taidemaalareita ja valokuvaajia. Runebergin ja Topeliuksen lisäksi harjulla ovat kulkeneet muun muassa Albert Edelfelt, Mrs. Alec Tweedie, Ilmari Kianto, Eino Leino, Pentti Haanpää, I. K. Inha, Signe Brander, Magnus von Wright, Isaak Levitan ja Anna Ostroumova-Lebedeva.Myös metsäntutkimus on ollut osa Punkaharjun maisemaa. 1860-luvulla viereiselle Laukansaarelle perustettiin koealoja ja 1923 Metsätieteellisen Koelaitoksen tutkimusasema. Harjualue kuuluu nykyään Metsähallitukselle.

Luonnon vihreä ajatusviiva. Punkaharjun kansallismaisema. Toim. Jyrki Paaskoski. Suomalaisen Kirjallisuuden Seuran Toimituksia 1045. Espoo 2005.