Местность населяли казахи Младшего жуза. Солончаки и белый суглинок не давали возможность в данной местности заниматься земледелием и хотя здесь протекает небольшая река Утва, оседлого поселения здесь не было. С 1936 по 1939 год через эти места строилась железная дорога Уральск — Соль-Илецк. Проектировщики для станции выбрали это место и назвали станцию Казахстан. По названию станции был назван выросший здесь посёлок Казахстан, официально основан в 1936 году[3]. Удобное географическое положение посёлка (в географическом центре административного района) и дальнейшее экономическое развитие его, привело к тому, что посёлок стал в 1965 году центром Бурлинского района Западно-Казахстанской области Казахской ССР, в 1967 году посёлок Казахстан был преобразован в город Аксай.
С открытием крупного нефтегазоконденсатного Карачаганакского месторождения город получил толчок к ускоренному развитию. В начале и середине 1980-х в город прибыли строители из стран СЭВ: Чехословакиии и ГДР, они приняли участие в строительстве технологических линий на месторождении и города. В 1985−1992 гг. построено несколько современных микрорайонов комфортных девятиэтажных жилых домов с комплексной застройкой социальной инфраструктуры (школы, детские сады, торгово-развлекательные центры) по проектам иностранных фирм (Чехословакия, ГДР). С того времени в городе сохранились названия — «чешские», «немецкие» дома. Построены мощные городские канализационные очистные сооружения. Проведены работы по созданию дренажной системы (город стоит на плывунах и подтопляемой территории). Были приведены в соответствие с европейским качеством путепровод через железную дорогу и основные городские автодороги. Все эти работы производились преимущественно иностранными строителями и по своим технологиям. Уральские дорожники произвели работы по строительству асфальтированной дороги Уральск-Бурлин-Оренбург, Бурлин-Аксай, Аксай-Илек (через территорию осваиваемого Карачаганакского месторождения). Первоначально предполагалось, что сырьё с месторождения будет полностью направляться на переработку на Оренбургском газоперерабатывающем заводе производственного объединения «Оренбурггазпром». А в городке чешских строителей ныне размещены иностранные специалисты компании КПО б. в., ныне осваивающей месторождение по соглашению о разделе продукции. Город был и остаётся одним из самых высокооплачиваемых регионов в стране.