春秋战国时期，博尔塔拉为塞种人的游牧地

  春秋战国时期，博尔塔拉为塞种人的游牧地。

西汉初，博尔塔拉相继为月氏、匈奴、乌孙等的游牧地。西汉本始二年（公元前72年），汉朝派校尉常惠使持节护乌孙兵，博尔塔拉归其节制。

  公元前60年，匈奴日逐王归降汉朝，西汉政府设置"西域都护府"，博尔塔拉为其管辖。魏晋南北朝时，博尔塔拉为柔然、悦般的活动区域。西魏至隋，为西突厥占据。隋开皇四年（584年），西突厥归属隋朝政府，博尔塔拉一带自此又与中央政府恢复了隶属关系。 唐代，博尔塔拉才以"双河"的名字出现于史册。

  公元1124年，契丹人耶律大石在中亚建立了西辽王朝，葛逻禄遂隶西辽，并在博乐市西南建立孛罗城（部分史藉中称作"不刺"）。汉族随契丹人西迁进入博尔塔拉。

  元明时期博尔塔拉为蒙古族游牧地。元代实行中书省制度，博尔塔拉隶属阿里麻里行中书省。成吉思汗曾把博尔塔拉在内的额敏河流域封为其三子窝阔台的领地。《元史·列传》亦次把这里称为"博落脱儿"。"博尔塔拉"地名形成的开始。

  明万历十五年（1587年），瓦剌人进入博尔塔拉游牧。明崇祯十六年（1643年），准噶尔首领巴图尔浑台吉征服阿拉套山的两个哈萨克部落，博尔塔拉为蒙古准噶尔部所辖。