С древнейших времён жил человек в Северном Казахстане. Находки костей мамонта, обработанных рукою человека, на берегах Ишима указывают, что человек появился здесь вероятно ещё в эпоху палеолита. Неподалёку от Петропавловска, в селе Петерфельд, на глубине 18 метров, были обнаружены остатки первобытного очага и костяные орудия. На территории самого города, на высоком берегу Ишима, вблизи места несуществующей теперь крепости, был найден кремнёвый наконечник стрелы неолитической поры. В береговых размывах Ишима часто находят черепки бронзового периода, относящиеся к так называемой андроновской культуре.

В западных и южных районах Северо-Казахстанской области имеются невысокие курганы, относящиеся к сибирским племенам и датируемые с IV–III веков до нашей эры по V–VI века нашей эры. В этих же местах встречаются курганы более позднего времени и более крупного размера, относящиеся к сибирским татарам и датируемые IX–XII веками (когда ещё татары не смешались с монголами).

В начале XIII века Казахстан был завоёван монголами, затормозившими развитие производительных сил степей. Северный Казахстан вошёл в состав татаро-монгольского государства — Золотой Орды. С конца XV века и до конца XVI века он находился вод властью Сибирского ханства.

После покорения значительной части земель Сибирского ханства Ермаком, владетель ханства Кучум откочевал на юг. На территории Северного Казахстана в XVI веке кочевали потомки Кучума — кучумовичи. Ещё в конце XVI века здесь появились алтайские калмыки. К 20-м годам XVII века улусы торгоутов (калмыков) заняли восточные районы Северного Казахстана и среднее течение Ишима (районы нынешних Акмолинска, Атбасара, Петропавловска). Они изгнали отсюда кочевья сибирских татар. К концу 30-х годов XVII века торгоуты снялись с ишимских степей и двинулись на запад. Они перешли речку Яик (Урал) и остановились вблизи Волги в Прикаспийской-низменности.

После ухода торгоутов другие калмыцкие племена (кошоуты, дербеты и джунгары) расположились на среднем Иртыше и в Ишимской степи. Калмыцкие племена объединились под главенством джунгар. На территории от Алтая до Ишимо-Иртышского междуречья в середине XVII века образовалось Джунгарское ханство. В то же время отдельные казахские кочевья стали продвигаться на север по Ишиму. На месте нынешнего Петропавловска находилось урочище Кызыл-Жар — излюбленное место казахских стойбищ.

В течение всей второй половины XVII века казахи были вынуждены вести борьбу с джунгарами, теснившими их из Северного Казахстана в южные степи. В конце XVII-начале XVIII веков, в связи с постоянными нападениями джунгар и уходом казахских кочевий в центральные и южные степи, в Северном Казахстане имелось редкое кочевое население. Сохранилось известие о путешествии в 1694 г. из Тобольска в Туркестан русских посланцев Фёдора Скибина и Матвея Трошина. Выехав из Тобольска, они верхом проехали в Туркестан, следуя сначала вдоль реки Ишима, далее на Улу-Тау и чрез Голодную степь. На всём пути по Ишиму, от района нынешнего Петропавловска до места, где теперь Атбасар, они не встретили не только ни одного поселения, но даже ни одного человека. Лишь на переправе через Ишим (у нынешнего Атбасара) они усмотрели след недавно потушенного костра.

В начале XVIII века войны казахов с джунгарами продолжались. Восточные районы Северного Казахстана, так же как и более южные районы степей, стали местом стычек казахов и джунгар. Над Казахстаном нависла страшная угроза поголовного истребления населения джунгарами. В это критическое для казахов время единственно правильный выход заключался в принятии российского подданства. Казахи понимали, что им одним без русской помощи не справиться с сильной Джунгарией. В 1731 г. российское подданство принял Младший жуз, а вслед за ним в 1740 г. — Средний жуз.

После принятия казахами российского подданства в степи были построены русские укрепления, которые и воспрепятствовали джунгарам в их разрушительном движении на запад. К числу этих укреплений относилась и Новая Ишимская линия с главной на ней Петропавловской крепостью. До появления русских в Северном Казахстане не было оседлого населения.

Присоединение Казахстана к России двинуло вперёд его развитие. Отпала опасность поглощения Казахстана варварской-Джунгарией и отсталыми среднеазиатскими ханствами. Россия взяла добровольно присоединившихся казахов под свою защиту.

Прогрессивное значение России по отношению народов Востока было отмечено Энгельсом. Он писал, что Россия «действительно играет прогрессивную роль по отношению к Востоку», что русское государство играло «цивилизующую роль для Черного и Каспийского морей и Центральной Азии, для башкир и татар» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, т. XXI, стр. 211). История Петропавловска за 200 лет подтверждает эти слова Энгельса. Петропавловск с его русско-татарским населением имел огромное цивилизующее значение для североказахстанских степей.

По книге А.И.Семёнова «Город Петропавловск за 200 лет (1752-1952)»