漢、唐以來這里一直是古代眾多游牧民族的牧場。
清初為和碩特部落牧地。
乾隆二十二年（1757），其地置軍臺，后駐兵屯田。
1765年設庫爾喀喇烏蘇辦事大臣，管理包括奎屯在內(nèi)的民政和屯田事務。
光緒六年（1880），在奎屯設置驛站。
1913年，設烏蘇縣，奎屯為烏蘇縣所轄村莊。
1947年烏蘇、獨山子石油礦管理處在奎屯設立奎屯站。
1950年4月28日，烏蘇縣人民政府成立，屬第二區(qū)。
1954年，為烏蘇縣一區(qū)奎屯鄉(xiāng)，下轄5個自然村。
1958年，奎屯劃歸克拉瑪依市。
1975年8月，設置縣級市，直屬伊犁哈薩克自治州；同年9月，奎屯市宣布成立。
同時，伊犁哈薩克自治州黨政機關由伊寧市遷至奎屯市，奎屯市成為伊犁哈薩克自治州首府。
1979年，伊犁州黨政機關遷回伊寧市，奎屯市仍為自治州直轄市。