Në gjysmën e parë të shekullit të 18-të, Perandoria Ruse ndërtoi vijën Irtysh, një seri prej dyzet e gjashtë fortesash dhe nëntëdhjetë e gjashtë redotesh, duke përfshirë Omsk (1716), Semipalatinsk (1718), Pavlodar (1720), Orenburg (1743) dhe Petropavlovsk (1752),^[22] për të parandaluar bastisjet e Kazakëve dhe Oiratëve në territorin rus.^[23] Në fund të shekullit të 18-të, Kazakët përfituan nga Rebelimi i Pugachev, i cili ishte i përqendruar në zonën e Vollgës, për të bastisur vendbanimet ruse dhe gjermane të Vollgës.^[24] Në shekullin e 19-të, Perandoria Ruse filloi të zgjeronte ndikimin e saj në Azinë Qendrore. Periudha e "Lojës së Madhe" konsiderohet përgjithësisht të jetë nga afërsisht viti 1813 deri në Konventën Anglo-Ruse të vitit 1907. Carët në fakt sunduan mbi pjesën më të madhe të territorit që i përkiste asaj që tani është Republika e Kazakistanit.

Perandoria Ruse futi një sistem administrativ dhe ndërtoi garnizone dhe kazerma ushtarake në përpjekjen e saj për të vendosur një prani në Azinë Qendrore në të ashtuquajturën "Loja e Madhe" për dominim në zonë kundër Perandorisë Britanike, e cila po e zgjeronte ndikimin e saj nga jugu në Indi dhe Azinë Juglindore. Rusia ndërtoi postën e saj të parë, Orsk, në vitin 1735. Rusia futi gjuhën ruse në të gjitha shkollat ​​dhe organizatat qeveritare.

Përpjekjet e Rusisë për të imponuar sistemin e saj ngjallën pakënaqësinë e kazakëve dhe, deri në vitet 1860, disa kazakë i rezistuan sundimit të saj. Rusia kishte prishur stilin tradicional të jetesës nomade dhe ekonominë e bazuar në blegtori, dhe njerëzit vuanin nga uria, me disa fise kazake që po shfaroseshin. Lëvizja kombëtare kazake, e cila filloi në fund të shekullit të 19-të, kërkoi të ruante gjuhën dhe identitetin vendas duke i rezistuar përpjekjeve të Perandorisë Ruse për të asimiluar dhe shtypur kulturën kazake.

Nga vitet 1890 e tutje, një numër gjithnjë e më i madh kolonësh nga Perandoria Ruse filluan të kolonizonin territorin e Kazakistanit të sotëm, në veçanti, provincën e Semirechye. Numri i kolonëve u rrit edhe më tej pasi [[Hekurudha Trans-Aral] nga Orenburgu në Tashkent u përfundua në vitin 1906. Një Departament i Migracionit (Переселенческое Управление) i krijuar posaçërisht në Shën Petersburg mbikëqyri dhe inkurajoi migrimin për të zgjeruar ndikimin rus në zonë. Gjatë shekullit të 19-të, rreth 400,000 rusë emigruan në Kazakistan, dhe rreth një milion sllavë, gjermanë, hebrenj dhe të tjerë emigruan në rajon gjatë të tretës së parë të shekullit të 20-të.^[25]

Konkurrenca për tokë dhe ujë që pasoi midis kazakëve dhe të ardhurve shkaktoi pakënaqësi të madhe kundër sundimit kolonial gjatë viteve të fundit të Perandorisë Ruse. Kryengritja më serioze, Kryengritja e Azisë Qendrore, ndodhi në vitin 1916. Kazakët sulmuan kolonët rusë dhe kozakë dhe garnizonet ushtarake. Kryengritja rezultoi në një seri përleshjesh dhe në masakra brutale të kryera nga të dyja palët.^[26] Të dyja palët i rezistuan qeverisë komuniste deri në fund të vitit 1919.

Pas rënies së qeverisë qendrore në Petrograd në nëntor 1917, kazakët (atëherë në Rusi zyrtarisht të referuar si "kirgizë") përjetuan një periudhë të shkurtër autonomie (Autonomia Alash) përpara se të nënshtroheshin përfundimisht ndaj sundimit të bolshevikëve. Më 26 gusht 1920, u krijua Republika Socialiste Sovjetike Autonome Kirgize brenda Republikës Socialiste Federative Sovjetike Ruse (RSFSR). RSSA Kirgize përfshinte territorin e Kazakistanit të sotëm, por qendra e saj administrative ishte qyteti i Orenburgut, me popullsi kryesisht ruse. Në qershor 1925, RSSA Kirgize u riemërua RSSA Kazake dhe qendra e saj administrative u transferua në qytetin e Kyzylorda, dhe në prill 1927 në Alma-Ata.

Më 5 dhjetor 1936, Republika Socialiste Sovjetike Autonome e Kazakistanit (territori i së cilës në atë kohë korrespondonte me atë të Kazakistanit modern) u shkëput nga Republika Socialiste Federative Sovjetike Ruse (RSFSR) dhe e bëri Republikën Socialiste Sovjetike të Kazakistanit, një republikë të plotë bashkimi të BRSS-së, një nga njëmbëdhjetë republikat e tilla në atë kohë, së bashku me Republikën Socialiste Sovjetike të Kirgizistanit.

Republika ishte një nga destinacionet për personat e dëbuar dhe të dënuar, si dhe për zhvendosjet masive, ose deportimet e prekura nga autoritetet qendrore të BRSS gjatë viteve 1930 dhe 1940, siç ishin afërsisht 400,000 Gjermanë të Vollgës të deportuar nga Republika Socialiste Sovjetike Autonome Gjermane e Vollgës në shtator-tetor 1941, dhe më vonë grekët dhe tatarët e Krimesë. Të dëbuarit dhe të burgosurit u internuan në disa nga kampet më të mëdha sovjetike të punës (Gulagu), duke përfshirë kampin ALZhIR jashtë Astanës, i cili ishte i rezervuar për gratë e burrave të konsideruar "armiq të popullit".^[27] Shumë u zhvendosën për shkak të politikës së transferimit të popullsisë në Bashkimin Sovjetik dhe të tjerë u detyruan të shkonin në vendbanime të detyruara në Bashkimin Sovjetik.

Lufta Sovjetiko-Gjermane (1941–1945) çoi në një rritje të industrializimit dhe nxjerrjes së mineraleve në mbështetje të përpjekjeve të luftës. Megjithatë, në kohën e vdekjes së Josif Stalinit në vitin 1953, Kazakistani ende kishte një ekonomi kryesisht bujqësore. Në vitin 1953, udhëheqësi sovjetik Nikita Hrushçov nisi kampanjën e “Tokave të Pashkelura”, e projektuar për të shndërruar kullotat tradicionale të Kazakistanit në një rajon të madh prodhues gruri për Bashkimin Sovjetik. Politika e Tokave të Pashkelura solli rezultate të përziera. Megjithatë, së bashku me modernizimet e mëvonshme nën udhëheqësin sovjetik Leonid Brezhnev (në pushtet 1964–1982), ajo përshpejtoi zhvillimin e sektorit bujqësor, i cili mbetet burimi i jetesës për një përqindje të madhe të popullsisë së Kazakistanit. Për shkak të dekadave të privimit, luftës dhe zhvendosjes, deri në vitin 1959 kazakët ishin bërë pakicë, duke përbërë 30% të popullsisë. Rusët etnikë përbënin 43%.^[28]

Në vitin 1947, BRSS, si pjesë e projektit të saj të bombës bërthamore, themeloi një vend për testimin e bombës bërthamore pranë qytetit verilindor të Semipalatinsk, ku u krye testi i parë sovjetik i bombës bërthamore në vitin 1949. Qindra teste bërthamore u kryen deri në vitin 1989 me pasoja negative për mjedisin dhe popullsinë e vendit.^[29] Lëvizja anti-bërthamore në Kazakistan u bë një forcë e madhe politike në fund të viteve 1980.

Në prill të vitit 1961, Baikonur u bë trampolina e Vostok 1, një anije kozmike me kozmonautin sovjetik Yuri Gagarin si njeriu i parë që hyri në hapësirë.

Në dhjetor të vitit 1986, në Almaty u zhvilluan demonstrata masive nga të rinjtë kazakë etnikë, të quajtura më vonë trazirat e Jeltoqsan, për të protestuar kundër zëvendësimit të Sekretarit të Parë të Partisë Komuniste të RSS-së së Kazakistanit, Dinmukhamed Konayev, me Gennady Kolbin nga RSFS-ja Ruse. Trupat qeveritare shtypën trazirat, disa njerëz u vranë dhe shumë demonstrues u burgosën.^[30] Në ditët e fundit të sundimit sovjetik, pakënaqësia vazhdoi të rritej dhe gjeti shprehje nën politikën e glasnost të udhëheqësit sovjetik Mikhail Gorbachev.

Kazakistani shpalli sovranitetin e tij brenda Bashkimit Sovjetik më 25 tetor 1990. Pas përpjekjes së dështuar për grusht shteti në gusht 1991 në Moskë, vendi shpalli pavarësinë e plotë më 16 dhjetor 1991, duke u bërë republika e fundit sovjetike që e bëri këtë. Dhjetë ditë pas shpalljes së Kazakistanit, vetë Bashkimi Sovjetik u shpërbë. Kjo periudhë shënoi një pikë kthese të rëndësishme në historinë e Kazakistanit, pasi ai nisi një rrugë të re politike dhe ekonomike të ndarë nga kontrolli i Moskës.

Nursultan Nazarbayev, udhëheqësi i epokës komuniste i Kazakistanit, u bë presidenti i parë i vendit. Nën udhëheqjen e tij, Kazakistani kaloi nga një ekonomi e planifikuar e epokës sovjetike në një ekonomi tregu, duke u përqendruar në privatizim dhe investime të huaja. Theksi në reformën ekonomike, veçanërisht në sektorin e naftës, ndihmoi Kazakistanin të bëhej një nga vendet më të fuqishme ekonomikisht të Azisë Qendrore. Deri në vitin 2006, Kazakistani kontribuoi rreth 60% të PBB-së së rajonit, kryesisht përmes eksporteve të naftës. Megjithatë, reformat politike mbetën pas këtyre hapave ekonomikë dhe Nazarbayev mbajti një sundim autoritar gjatë gjithë presidencës së tij.^[16]

Në vitin 1997, Nazarbayev e zhvendosi kryeqytetin nga Almaty, qyteti më i madh i vendit, në Astana (më vonë u riemërua Nur-Sultan në vitin 2019)^[31] një vendim që simbolizonte dëshirën e qeverisë për të modernizuar dhe për të ushtruar kontroll mbi territoret e gjera të vendit. Ndryshimi i kryeqytetit ishte pjesë e përpjekjeve më të gjera për të krijuar një identitet të ri kombëtar dhe për të zhvendosur qendrën politike nga ish-zemrat e epokës sovjetike.^[32]

Pavarësisht pretendimeve për përparim drejt demokracisë, sistemi politik i Kazakistanit mbeti autoritar edhe në shekullin e 21-të.^[33] Në vitin 2010, vendi renditej ende si një regjim autoritar në Democracy Index të The Economist.^[19][20] Kassym-Jomart Tokayev pasoi Nazarbayev, pasi ky i fundit njoftoi dorëheqjen në mars 2019, pas gati tre dekadash në pushtet.^[34] Akti i parë zyrtar i Tokayev ishte riemërtimi i kryeqytetit në Nur-Sultan, në nder të trashëgimisë së Nazarbayev.^[35]

Megjithatë, presidenca e Tokayev u përball me sfida të rëndësishme. Në janar 2022, Kazakistani u përfshi nga protesta në shkallë të gjerë pas një rritjeje të ndjeshme të çmimeve të karburantit.^[36] Trazirat u përshkallëzuan shpejt dhe Tokayev reagoi me vendosmëri duke marrë kontrollin e Këshillit të Sigurisë së vendit, duke e larguar Nazarbayev nga posti dhe duke konsoliduar pushtetin e tij. Kjo shënoi një ndryshim dramatik në dinamikën politike të Kazakistanit, me Tokayev që sinjalizoi një largim nga sistemi i vjetër i epokës së Nazarbayev.^[37] Në shtator 2022, emri i kryeqytetit u rikthye në Astana, një veprim i parë si pjesë e përpjekjeve më të gjera për të distancuar vendin nga ndikimi i ish-presidentit.^[38]