К территории оазиса прилегают также городища Куйруктобе, Кок-Мардан, Алтынтобе, Мардан-Куик. Расцвет Отрарского оазиса приходится на период с I до XIII века нашей эры. Город был обитаем до начала XIX века.
В Отраре (Фарабе) находился один из монетных дворов династии Караханидов[2]. В начале XIII века город Отрар вошел в состав государства Хорезм. Есть вероятность, что Отрар был центром Фараба, на медных дирхемах хорезмшаха Ала ад-Дин Мухаммеда, изготовленных в Отраре в 1210-11 г. стоит «Фараб», а в его же чекане 1216—1218 гг. — «Отрар», перед которым помещено слово балад (означает «город», а также «страна, область»).[3]
В двухсоттысячном Отраре, выросшем на том месте, где река Арысь сливалась с Сырдарьей, обосновались ученые, мудрецы, искусные музыканты, предсказатели, ювелиры. В городе было большое медресе, базар, мастерская-кузница, гурт-хана (место, где распивали вино), баня, мечети, лавки, магазины.[4] Во время монгольского нашествия городом правил Каир-хан, дядя хорезмшаха по материнской линии.
По историческим данным, после того, как здесь были казнены послы Чингисхана, в 1219 году город был осажден монгольскими войсками под руководством сыновей Чингисхана. Осада продолжалась 6 месяцев. В городе начался голод и недовольство отказом идти на переговоры с монголами, однажды ночью кто-то из жителей города открыл ворота монголам. Захватившие после этого город монголы уничтожили значительную часть населения, оставшуюся забрали в рабство, сам город был сожжён и уничтожен. Предателя по имени Караджа, открывшего городские ворота, казнил лично Джучи.
В XV веке город был отстроен заново. В январе 1405 года в Отраре в начале своего похода на Китай умер Тамерлан. В период 1465 по 1718 годы — один из городов Казахского ханства. Был в числе разрушенных в 1723—1727 годах джунгарами городов. В начале XIX века был окончательно заброшен.
Отрар — родина многих учёных, отсюда вышли выдающийся средневековый математик и философ Аль-Фараби, астроном и математик Аббас Жаухари[5] (совместно с Аль-Хорезми принимал участие в составлении астрономических таблиц), лингвист и географ Исхак Аль-Фараби[5]. В Отраре жил и проповедовал известный суфист Арыстан-Баб, неподалёку от городища расположен мавзолей Арыстан-Баба(Арслан-Баб).
Тюркское название города упомянут Махмудом Кашгари (1029—1101) как Карачук. Древнетюркское название топонима Карачук состоит из прилагательного кара (чёрный) и диминутивного суффикса -чук[6].
