Город расположен на месте основанного в
1843 году казачьего посёлка
Полта́вский (позже — село
Полта́вка, административный центр Полтавского района). Посёлок Карталы возник в 1914—1915 годы в ходе строительства Троицко-Орской
железной дороги.
1917 год считается годом рождения железнодорожной станции Карталы. С
17 апреля 1944 — город, с
1963 — город областного подчинения, районный центр.