Кустанайская область была образована из 11 районов Актюбинской и одного района Карагандинской областей постановлением ВЦИК от 29 июля 1936 года. 23 ноября 1970 года южная часть области была передана в состав новообразованной Тургайской области, упразднённой 2 июня 1988 года и вновь восстановленной в августе 1990 года. Награждена двумя орденами Ленина (1966 и 1970).

После распада СССР, 17 июня 1997 года, Указом Президента Казахстана транскрипция названия города Кустанай на русском языке была изменена на город Костанай, а Кустанайской области — на Костанайскую область.

Одновременно, в состав Костанайской области вошла часть вновь упразднённой Тургайской области, включая её бывшую столицу — город Аркалык — и два района (Амангельдинский и Джангельдинский).

При этом посёлок Огнеупорный с преобладающим русским населением оказался на территории Костанайской области. Все его жители имели гражданство России, все коммуникации были подведены со стороны России. 18 января 2005 года президентами России и Казахстана был подписан межгосударственный договор о делимитации российско-казахстанской границы. 12 января 2006 года в Астане главы государств подписали Протокол об обмене грамотами о ратификации договора. В соответствии с договором, государственная граница была определена таким образом, что посёлок Огнеупорный вошёл в состав Челябинской области. Взамен Казахстану отошёл равновеликий участок степной зоны площадью 520 гектаров из земель Октябрьского района области.