Δεν είναι γνωστό πότε ιδρύθηκε η Βρίσα κατά την αρχαιότητα. Όστρακα και άλλα υπολείμματα αρχαίων αντικειμένων που έχουν βρεθεί ή ανασύρθηκαν από το φυσικό λιμάνι που βρίσκεται στην ανατολική πλευρά του ακρωτηρίου του Αγίου Φωκά φανερώνουν την ύπαρξη εγκαταστάσεων ήδη από την εποχή του χαλκού. Εξάλλου, ο Διόνυσος, του οποίου ναός του 1ου αιω. π.Χ. βρισκόταν στο ακρωτήρι, στην «άκρα Βρίσα» είχε την επωνυμία Βρισαίος αλλά και Βρησαγενής.
Κατά την παράδοση, η Βρισηίς, η «ικέλη χρυσέη Αφροδίτη» του Ομήρου, γεννήθηκε στη Βρίσα και υπήρξε η αιτία για τη «μήνι» του Αχιλλέα, η οποία αποτελεί το θέμα της Ιλιάδας. Το «Αχιλλοπήγαδο», στο δρόμο προς τον Άγιο Φωκά, έμεινε να θυμίζει την καταγωγή της Βρισηίδας και το πέρασμα του Αχιλλέα από την περιοχή. Κατά μία άλλη, όμως εκδοχή, η Βρύσα ήταν μούσα και μητέρα του Διονύσου.
Η Βρίσα θα πρέπει να μεταφέρθηκε ανατολικότερα, στην ευρύτερη παραποτάμια περιοχή των εκβολών του Αλμυροπόταμου, πιθανόν κατά τους ελληνιστικούς, τους ρωμαϊκούς ή τους πρωτοχριστιανικούς χρόνους. Στην Αγία Κατερίνα βρέθηκαν θεμέλια μιας παλαιοχριστιανικής εκκλησίας και άλλα ίχνη κατοίκησης. Ίσως εδώ ήταν η «Βρύσια πόλις», που αναφέρει ο λεξικογράφος Ησύχιος (5ος αι. μ. Χ.).
Και αυτή η Βρίσα εγκαταλείφθηκε από τους κατοίκους της, άγνωστο πότε και γιατί. Πιθανότατα λόγω των πειρατικών επιδρομών κατά την περίοδο της βυζαντινής αυτοκρατορίας. Μικροί οικισμοί αναπτύχθηκαν στα ενδότερα, ανάμεσα στους οποίους η Βρίσα. Χτισμένη στο μεγαλύτερό της μέρος πάνω σε δύο ρεματιές και πίσω από λόφους, ήταν αθέατη από τη θάλασσα και σε στρατηγικά σημεία φαίνεται πως είχε βίγλες για κατόπτευση από εχθρικές επιδρομές. Πιθανότατα απορρόφησε σταδιακά τους άλλους οικισμούς.
Κατάλοιπο της μεσαιωνικής περιόδου στη Βρίσα είναι ο Παλαιόπυργος, που βρίσκεται κοντά στην κοιλάδα του Αλμυροποτάμου. Τοποθετείται χρονολογικά προς τα τέλη του 14ου αι., στην περίοδο διακυβέρνησης της Λέσβου από τους Γενουάτες. Είναι χαρακτηρισμένος ως ιστορικό διατηρητέο μνημείο, ένα από τα λίγα σωζόμενα στο νησί, και πρόσφατα πραγματοποιήθηκε μελέτη αναστήλωσης και αποκατάστασής του, καθώς βρίσκεται σε ερειπιώδη μορφή.
Στην εποχή της Τουρκοκρατίας η Βρίσα ανήκε στο γεωγραφικό διαμέρισμα των Βασιλικών, που δεν ταυτίζονται όμως με το σημερινό χωριό Βασιλικά. Οι ευφορότερες εκτάσεις θα πρέπει να δόθηκαν τότε ως τιμάρια σε Τούκους αξιωματούχους. Το 1803-4 οι κάτοικοι έχτισαν την εκκλησία της Ζωοδόχου Πηγής, με το εξαιρετικής τέχνης ξυλόγλυπτο τέμπλο της.
Το 1832 ένας καταστρεπτικός σεισμός ισοπεδώνει σχεδόν τη Βρίσα και χάνει τη ζωή της μία γυναίκα. Στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα, και καθώς σταδιακά φθίνει η Οθωμανική Αυτοκρατορία, η Βρίσα προοδεύει οικονομικά, κοινωνικά και πνευματικά, όπως άλλωστε και όλο το νησί της Λέσβου. Διαθέτει δύο ελαιοτριβεία, αλευρόμυλους, κεραμοποιοία, αγγειοπλαστείο, παράγει αγροτικά προϊόντα και γεννήματα, συντηρεί με δικά της μέσα σχολείο αρρένων και παρθεναγωγείο, έχει επιστήμονες γιατρούς, φαρμακείο. Η οικονομία όμως παραμένει εν πολλοίς κλειστή και αυτάρκης.
Η Βρίσα, παρά τις αντιξοότητες, γνώρισε ανάπτυξη στη διάρκεια του Μεσοπολέμου, που ανέκοψε όμως η Κατοχή και όσα ακολούθησαν. Στα μεταπολεμικά χρόνια η μεγάλη μετανάστευση των κατοίκων προς την Αθήνα κυρίως αλλά και στο εξωτερικό προκάλεσε τη συρρίκνωση του πληθυσμού και την εξασθένηση της οικονομίας. Όμως, οι νέοι που έμειναν ή ξαναγύρισαν στο χωριό, ένα δραστήριο Τοπικό Συμβούλιο και Τοπικοί Σύλλογοι έδωσαν καινούργια πνοή στη Βρίσα. Αλλά και οι ξενιτεμένοι, τα παιδιά, τα εγγόνια και οι φίλοι τους διατήρησαν ισχυρούς δεσμούς με το χωριό και τους ανθρώπους του. Η Βρίσα, με τα όμορφα πετρόχτιστα σπίτια της, την πλατεία με τον αιωνόβιο πλάτανο, τις εκκλησίες της Ζωοδόχου Πηγής και του Αγίου Κωνσταντίνου, το σχολείο της να δεσπόζει στο χωριό, τις εξοχές και, βέβαια, την απέραντη παραλία των Βατερών, ήταν η αγάπη Βρισαγωτών και φίλων. Πολλοί έρχονταν στο χωριό και στη διάρκεια του χρόνου, για το λιομάζωμα ή για να δουν τους δικούς τους.
Ο τουρισμός προσέφερε καινούργιες αναπτυξιακές ευκαιρίες τις τελευταίες δεκαετίες. Το απέραντο γαλάζιο της θάλασσας και η τεράστια παραλία των Βατερών, που είναι μία από τις ωραιότερες της Ελλάδας, αποτέλεσαν ισχυρό πόλο έλξης για Έλληνες και ξένους. Δημιουργήθηκαν μικρές ξενοδοχειακές μονάδες και ενοικιαζόμενα δωμάτια, καφέ, εστιατόρια και ταβέρνες για όλα τα γούστα. Αλλά και η καρδιά της Βρίσας, ο Πλάτανος, δεν έπαψε ποτέ να χτυπάει για τις παρέες που μαζεύονταν στον ίσκιο του για να πουν τα δικά τους.
Ο σεισμός της 12ης Ιουνίου 2017, ένα μοναδικό παγκοσμίως γεωλογικό φαινόμενο, σχεδόν ισοπέδωσε τη Βρίσα, αφήνοντας λίγα σπίτια αλώβητα και αφαιρώντας τη ζωή μίας γυναίκας. Κατέστρεψε επίσης το σχολείο και τα δημοσια κτίρια και προκάλεσε σοβαρές ζημιές στις εκκλησίες. Έτσι, οι περισσότεροι κάτοικοί του χωριού αναγκάστηκαν να μετοικήσουν προσωρινά. Η Βρίσα ήταν διατηρητέος παραδοσιακός οικισμός και η ελπίδα όλων είναι να ολοκληρωθούν σύντομα οι αναγκαίες εργασίες κατεδάφισης και να ξεκινήσει η ανοικοδόμηση ή η αποκατάσταση δημόσιων κτιρίων και κατοικιών, για να ξαναγυρίσει η ζωή στην ομαλότητά της. Στο χωριό θα διατηρηθούν τα βασικά πολεοδομικά χαρακτηριστικά και τα αρχιτεκτονικά στοιχεία του παραδοσιακού οικισμού, απόδειξη ότι η ζωή μπορεί και πρέπει να συνεχιστεί και το παρελθόν να τροφοδοτήσει δημιουργικά το παρόν.