Tvar ostrova Santorini se nicméně v průběhu historie proměnil hned několikrát. Původní ostrov Théra byl kruhovitý a v jeho středu se zvedal vulkanický kužel Strongyli (v překladu "jedno kolo"). Sopka v průběhu dlouhé historie narůstala a po střídajících se obdobích klidu i mírné aktivity ukázala svoji pravou sílu. Kolem roku 1600 př. n. l. došlo k tak mohutné explozi, která doslova rozmetala celý sopečný kráter a uprostřed ostrova Santorini vznikla kaldera, kterou okamžitě zaplavilo okolní moře. V roce 236 př. n. l. byla od zbytku ostrova oddělena Thirasia a díky aktivitě vulkánu se následně v kaldeře objevily i dva nové malé ostrůvky. Dnes tak souostroví Santorini tvoří největší ostrov Théra (vypadá jako podkova obepínající malý záliv, podle jiných zase jako rozevřená čelist), naproti němu menší ostrov Therasia a malinký ostrůvek Aspronisi a uprostřed kaldery dva malé ostrůvky Nea Kameni a Palea Kameni.

Vědci z různých oborů se stále pokoušejí zpřesnit datum nejmohutnějšího výbuchu vulkánu Strongyli a nejnověji došly k roku 1646 př. n. l., kdy po sérii menších zemětřesení a výbuchů se nahromaděná energie uvolnila v jedné z největších explozí v historii celé planety. Z kráteru se chrlilo ven neuvěřitelné množství lávy, popela a sopečných plynů. Kaldera utvořená uprostřed ostrova se rychle zaplnila vodou a následovalo i několik sérií vln tsunami s devastujícími účinky na blízké i vzdálenější okolí ostrova Santorini, především na blízký ostrov Kréta a oblast Malé Asie.

Podle archeologů právě tato katastrofa stojí za koncem celé mínojské civilizace, která byla ve své době velmi vyspělá a unikátní. Událost je tak někdy označována také jako "mínojská erupce", protože zničila jak mínojské město Akrotiri na ostrově Santorini, tak i mínojské paláce a velmi vyspělé palácové město Knossos na sousední Krétě. O obnově mínojské kultury na Santorini neexistují po tomto období žádné důkazy.

Výbuch santorinské sopky se dává také do souvislosti se vznikem příběhu o tzv. bájné Atlantidě - zemi, kde žila vysoce inteligentní civilizace, jejíž konec však způsobila velká přírodní katastrofa. O Atlantidě se dozvídáme ze spisů řeckého filozofa Platona, kde se však přesně tato legendární země nacházela, je dodnes záhadou a tématem spekulací. Jedna z teorií tak přichází s tím, že Atlantida mohla být buď přímo samotným ostrovem Théra s vyspělou mínojskou civilizací nebo některým z blízkých ostrovů, který po výbuchu zaplavila ničivá vlna tsunami.

Mínojské město Akrotiri bylo po mohutné erupci pohřbeno pod silnou vrstvou popela a pemzy, obdobně jako římské město Pompeje, které potkal stejný osud po výbuchu sopky Vesuv (proto je někdy archeologické naleziště Akrotiri označováno jako "řecké Pompeje"). Mínojská osada tak zůstala dokonale zakonzervována až do roku 1967, kdy řecký archeolog profesor Spyridon Marinatos začal systematicky odkrývat pozůstatky starobylého města. Na rozdíl od Pompejí ale nebyly v Akrotiri nalezeny lidské ostatky ani příliš mnoho šperků a cenností, z čehož lze usuzovat, že obyvatelé města byly před výbuchem sopky varováni a většina z nich tak stihla utéct. Nástěnné fresky se však odnést nedaly a díky ochranné vrstvě popela tak dnes můžeme obdivovat jejich velkolepost a propracovanost. Dochovaly se krásné fresky s přírodní tematikou, náboženské obrazy, abstraktní díla i výjevy z každodenního života obyvatel. Výkopové práce tu probíhají dodnes a archeologické naleziště Akrotiri patří k nejcennějším památkám řeckého ostrova Santorini.

Santorini leží v seismicky velmi aktivní oblasti, kde se jedna tektonická deska podsouvá pod druhou. Patří sem také další sopky Methana, Milos a Nisyros. Santorini je sice "spící sopka", ale stále aktivní. K jejímu zatím poslednímu velkému výbuchu došlo v roce 1956 a zahynula při něm spousta lidí a několik santorinských měst bylo totálně zničeno. Od té doby uniká ze sopky především plyny, ale byly zaznamenány i podmořské výlevy lávy.