Қарлұқ қағанаты (756–940 жж.) Қарлұқтар туралы алғашқы мәлімет V ғасырдан бастап белгілі болады. Бұл кезде қарлұқтар Моңғол Алтай тауы мен Балқаш көлінің шығыс жағалауы арасын қоныс етіп, көшіп жүрген. VI-VII ғасырларда қарлұқтар Түрік, Батыс түрік және Шығыс түрік қағанаттарының құрамына кіреді. Олар ірі-ірі үш тайпалық – бұлақ, шігіл (себек) және ташли одағына бірікті. Қарлұқ тайпалар одағының билеушісі елтебер деп аталды.
742 жылы Моңғолия даласындағы Шығыс Түрік қағанатын үш тайпаның – қарлұқтардың, ұйғырлар мен басымалдардың біріккен одағы күйретіп жеңеді. Қағанат билігі аз уақыт басымалдардың қолына көшіп, олардың көсемі қаған болады. Қарлұқтар басшысы мен ұйғырлардың жетекшісі жабғы атағын алады. Алайда, бұлардың арасында талас-тартыс басталып, 744 жылы басымалдарды ұйғырлар мен қарлұқтардың біріккен күші тас талқан етеді. Сөйтіп, Орталық Азияда жаңа мемлекет Ұйғыр қағанаты (744–840 жж.) құрылады. Ұйғыр тайпаларының басшысы жоғарғы қаған болады да, қарлұқтар көсемі жабғы атағын алады. Бірақ қарлұқтардың дербестікке ұмтылуы, олардың Ұйғыр қағанатынан бөлініп шығуына жеткізеді. 746 жылы қарлұқ тайпалары Жетісу жеріне қоныс аударады. Сыртқы жаулардың шабуылынан және өзара қырқысқан күрестерден әлсіреген түргеш қағандары қарлұқтарға қарсылық көрсете алмады. 766 жылы түргеш қағанының екі ордасы – Тараз бен Суяб және бүкіл Жетісу жері қарлұқтар жабғуының қолына көшті.
Қарлұқ тайпалары VIII-X ғасырларда Қазақстанның Жоңғар Алатауынан бастап, Сырдарияның орта бойына дейінгі кең байтақ жерлердің бәрінде қоныстанды. Олар Балқаш пен Ыстықкөлдің арасын, Іле, Шу, Талас аңғарларын, Тянь-Шаньннің баурайларын мекендеді. Қарлұқтардың бір тобы 766–775 жылдары Қашғарды басып алды, ал VIII ғасырдың аяғында олардың екінші бір бөлігі Ферғанаға өзінің үстемдігін жүргізді. IX ғасырдың бас кезінде қарлұқ тайпалары Оңтүстік Қазақстандағы Отырар (Фараб) қаласы маңына барып қоныстанды. Бұл кезде Қарлұқ конфедерациясына түркі тілдес көшпелі және жартылай көшпелі әр түрлі тайпалар: жікілдер, бұлақтар, халаждар, түргештер, азкишлер, тухсилер, шарухтар, аргулар, барсхандар кірген. Қарлұқ жабғуы IX ғасырдың басында арабтарға қарсы Ферғана және Жетісу қарлұқтарының күрестерін қолдап отырды. 810 жылы арабтар қарлұқтарға қарсы шабуыл жасап, Құлан (қазіргі Луговой стансасы) қаласына жетеді. 812 жылы арабтар Отырарға жорыққа шығып, қарлұқтарды жеңеді. Олардың жабғысы Қимақ еліне қашып кетуге мәжбүр болады. Осыдан кейін Оңтүстік Қазақстан жерінің Қарлұқ қағанатына кіретін бір бөлігінде араб билігі орнайды.
791 жылы ұйғырлар Бесбалық түбінде қарлұқтар мен тибеттіктердің біріккен әскерлерін талқандайды. 812 жылы олар қарлұқтарды жеңеді. 840 жылы Енесей қырғыздары Ұйғыр қағанатын талқандап оның халқын Турфан аймағы мен Ганьчжоу ауданына еріксіз көшіреді. 893 жылы Самани билеушісі Исмаил-ибн-Ахмет Таразға жорық жасайды. Қарлұқ қағаны Оғұлшақ Қадырхан қорғанғанымен ақырында қала құлап, халқы ислам дінін қабылдайды.
Қарлұқ феодалдық қоғамы байлар мен кедейлерге бөлінді, одан басқа қауымның ешбір құқы жоқ тобы – құлдар-тын. Көшпелі тайпалардың билеуші ақсүйек топтарының қолында жайылымдар мен құнарлы жер ғана емес қалалар да болатын. Тарихи деректер бойынша қарлұқтар елінде 25 қала мен қыстақ болған. Олар: Тараз, Құлан, Мерке, Атлақ, Тұзын, Балиг, Барысхан, Сыйкөл, Талғар, Тонг, Пенчуль т. б. Қалаларда қолөнер мен зергерлік кеңінен дамыды. X ғасырдың басында Қарлұқ қағанатының жағдайы нашарлай түсті. Оған Орта Азиядағы саманилер әулеті мен арабтардың шабуылы күшейді. Ішкі қырқыс, өкіметті басып алу, қоныс-өрісті иемдену жолындағы талас-тартыс оның береке-құтын қашырды. Міне осындай қиын жағдайда қауіп-қатер Қарлұқ қағанатына Қашғар жағынан келді. 940 жылы олар Баласағұнды басып алды да, Қарлұқ мемлекеті құлады.