Eine Siedlung an Stelle der heutigen Stadt entstand 1810 und wurde nach dem Fluss benannt (abgeleitet von den turksprachigen Worten für schwarze Weide).
Während des Ersten Weltkriegs wurde mit dem Bau der Eisenbahnstrecke Tscheljabinsk–Orsk durch den Ort begonnen. Mit der Unterbrechung des Baus infolge der Wirren der Russischen Revolution 1917 wurde Kartaly provisorischer Endpunkt der Strecke. Bis 1930 wurde die Strecke fertiggestellt und Kartaly zugleich zum Ausgangspunkt der Zweigstrecke zum neuen Metallurgischen Kombinat im 100 Kilometer westlich gelegenen Magnitogorsk. 1933 erhielt der Ort den Status einer Siedlung städtischen Typs. Die Bedeutung als Eisenbahnknotenpunkt wuchs weiter mit dem Bau der Strecke in Richtung Kasachstan ab Ende der 1930er Jahre (1943 bis Akmolinsk eröffnet), sodass dem Ort am 17. April 1944 Stadtrechte verliehen wurde.
Poltawka
Die Siedlung wurde in den 1830er Jahren am nordwestlichen Ufer des Karataly-Ajat als Posten № 6 der Orenburger Kosakenarmee im Nowolineiny rajon ("Neue Linie") gegründet. 1843 erhielt der Militärposten in Erinnerung an die Schlacht bei Poltawa (27. Juni 1709, Großer Nordischer Krieg) den Namen 1820 als Poltawskaja (Полтавская), später verkürzt zu Poltawka (Полтавка).
1939 erfolgte die Eingemeindung der Siedlung nach Kartaly.
Bevölkerungsentwicklung
Jahr
Einwohner
Anmerkung
1939
17.655
davon Kartaly 13.707, Poltawka 3.948
1959
33.917
1970
42.801
1979
38.905
1989
37.132
2002
29.908
2010
29.131
Anmerkung: Volkszählungsdaten
Wirtschaft
In der Stadt gibt es neben Einrichtungen des Eisenbahnbetriebes (Depot, Reparaturwerk) Betriebe der Bauwirtschaft, des Maschinenbaus (Ersatzteile für Landmaschinen) und der Textilindustrie (Teppiche).
↑Itogi Vserossijskoj perepisi naselenija 2010 goda. Tom 1. Čislennostʹ i razmeščenie naselenija (Ergebnisse der allrussischen Volkszählung 2010. Band 1. Anzahl und Verteilung der Bevölkerung). Tabellen 5, S. 12–209; 11, S. 312–979 (Download von der Website des Föderalen Dienstes für staatliche Statistik der Russischen Föderation)