Al tempo dei giudicati il paese si chiamava Nughes, o Nugis, dai noci; apparteneva al giudicato di Cagliari e, dopo il 1258, passò a Ugolino della Gherardesca, poi a Pisa e poi agli aragonesi, che lo affidarono a vari feudatari. E dal 1397 circa le carte lo danno vuoto: il villaggio di Nuxis risulta spopolato, e spopolato resta. Fu ripopolato soltanto nel Settecento, e allora crebbe fino a diventare uno dei centri più importanti del Sulcis. Comune però non lo era: lo è diventato nel 1957, staccandosi da Santadi. Un insediamento più vecchio dei giudicati è dunque comune autonomo da meno di settant'anni.
Quello che sta sotto è molto più antico. Il territorio è abitato dal neolitico — la necropoli di S'Acqua Cadda è di cultura Monte Claro — e all'età del bronzo appartengono vari nuraghi e il pozzo sacro di Tattinu. Vicino a quello stesso posto sorge la chiesa di Sant'Elia di Tattinu, un edificio piccolo, meno di cento metri quadrati, a un paio di centinaia di metri dal paese, ed è uno dei pochi esempi di architettura bizantina in Sardegna. Il resto di quello che sta sottoterra è stato scavato per millenni: il racconto locale elenca tredici miniere dismesse una per una — Bau Pressiu, Bacchera e Tattinu, Is Ollargius, Is Piras, Sa Marchesa, Serra Sirbonis e le altre — e fra le cose che ne uscivano c'è un marmo nero raro, il marmo di Nuxis, chiamato anche Tamara.
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