Pod koniec XIX wieku próbowano ją skolonizować, ale pierwsze wysłane na nią małżeństwo wytrzymało tam od września 1885 do sierpnia 1886.
W 1898 Palmyra wraz z Hawajami została formalnie zaanektowana przez Stany Zjednoczone, co zostało potwierdzone ponownie, aby uniknąć dalszych brytyjskich pretensji, w 1911. Atol pozostawał w rękach różnych firm i osób prywatnych, z wyjątkiem okresu II wojny światowej, aż do czasów współczesnych.
W 1940 atol został przejęty przez Ministerstwo Marynarki USA, które w czasie II wojny światowej zorganizowało na niej bazę lotnictwa morskiego. Ze zbudowanego na największej wyspie lotniska startowały samoloty zwiadowcze wykonujące dalekie loty nad Pacyfikiem. Po zakończeniu wojny, wyrokiem sądu z 1947, została zwrócona byłemu właścicielowi, rodzinnej firmie Fullard-Leo, która posiadała ją od 1922 aż do wybuchu wojny. Po uznaniu Hawajów za kolejny stan USA w 1959, atol, który dotychczas formalnie wchodził w skład Terytorium Hawajów, otrzymał odrębność administracyjną.