Первые сведения о карлуках известных под именем булак относятся к V в. Название “уч карлук” (три племени карлуков) древнетюркские рунические памятники распространяли на сильный союз кочевых племен, занимавших территорию между Алтаем и Восточным побережьем озера Балхаш. В середине VII в. в состав карлукского объединения входили три крупных племени - булак, чигиль (себек) и ташлык. Вожди карлукских племен носили титул эльтебер.
В 742 г. политическая гегемония в степях Монголии перешла к союзу трех племен — карлуков, уйгуров и басмылов, сокрушивших власть восточных тюрков. На короткое время возвысились басмылы — их вождь стал каганом. Глава карлуков и предводитель уйгуров получили звание ябгу. Однако в 744 г. басмылы были разгромлены объединенными силами уйгуров и карлуков. В Центральной Азии возникло новое государство — уйгурский каганат (744—840). Глава уйгурских племен стал верховным каганом, вождь карлуков получил титул правого (западного) ябгу. Стремление к самостоятельности привело карлуков к тому, что они откололись от Уйгурского каганата.
В середине VIII в. развернулась борьба за тюргешское наследство между карлуками и огузами, чьи значительные группировки расселялись в области Иссык-Куля и Таласа. В результате этог противоборства основная часть огузов покинула пределы Жетысу и ушла к Сырдарье.
В 766 г. в руки карлукского джабгу перешло все Жетысу с двумя ставками тюргешских каганов — Таразом и Суябом. Под эгидой карлуков образовалось раннефеодальное государство. Карлуки продолжали расширять границы. В 766—775 гг. одна ветвь карлуков захватила Кашгарию, а в конце VIII в. другая их группировка распространила свое влияние на Фергану.
На территории Жетысу сформировалось политическое объединение карлукских племен. Согласно арабским и персидским источникам, карлукское объединение в IX Х вв. состояло из многочисленных разноплеменных групп.
В VIII—Х вв. карлукские племена расселились на обширной территории Казахстана — от Джунгарского Алатау до среднего течения Сырдарьи, обитали между озерами Балхаш и Иссык-Куль, в долинах р. Или, Чу, Талас, в отрогах Тянь-Шаня, в Исфиджабской области вплоть до средневекового города Отрара. По данным арабского географа Ибн Хаукаля (X в.), “требовалось 30 дней пути, чтобы пройти земли карлуков с запада на восток”.
Соперничество на востоке в конце VIII — начале IX в. карлуков с уйгурами закончилось поражением карлуков и признанием верховной власти уйгурского кагана в Монголии.
В 840 г. в центральноазиатских степях произошло важное событие: енисейские киргизы положили конец Уйгурскому каганату, вынудив уйгуров переселиться в Турфанский оазис и в район Ганьчжоу. Создавшейся ситуацией воспользовался карлукский джабгу Бильге Кюль Кадыр-хан, правитель Исфиджаба, который открыто заявил о своих правах на верховную власть, приняв новый титул кагана.
Государственное устройство карлуков характеризовалось наличием развитых форм удельно-племенной системы, что не способствовало централизованной форме правления. Власть карлукских джабгу была номинальной. Удельные правители, стоявшие во главе крупных племен, стремились упрочить свои полусамостоятельные и фактически независимые владения. Племенная знать была наделена привилегиями, которые имели наследственный характер. Военно-административная система управления в карлукском государстве отражала специфику их кочевого и полукочевого быта.
Карлукское общество пронизывало социальное и сословное неравенство Наряду с богатыми были бедные, самую бесправную группу составляли рабы Однако основную массу населения составляли рядовые общинники, которые нередко подпадали во внеэкономическую зависимость от имущих скотоводов-покровителей. Рельефно выражалась не только строгая иерархическая система господствующей аристократической верхушки, но и разделялись по своей социальной значимости роды и племена карлукской конфедерации.
Правящая знать кочевых племен владела не только пастбищами угодьями, но и городскими центрами. Согласно “Худуд аль-алам”, в стране карлуков насчитывалось 25 городов и поселений, среди них: Тараз, Кулан, Мерки, Атлалиг, Тузун, Балиг, Барсхан, Сикуль, Талгар, Тонг, Пенчуль и др. Столица карлуков и многие их города находились на Великом шелковом пути, который имел большое значение для жителей юга Казахстана и Жетысу, не только как дипломатический и торговый тракт, но и как путь культурных и духовных связей.
Карлукский каганат однако не обладал прочными экономическими связями. Его раздирали усобицы, борьба за власть, за пастбища. В этих условиях реальная угроза Карлукскому каганату пришла со стороны Кашгара. В 940 г. ими был взят Баласагун, и государство карлуков пало.