早在旧石器时代(大约7-8万年前),人们就居住在车里雅宾斯克州地区。科学家发现了当时的许多考古遗址和文物(古代武器、法器、劳动工具、珠宝)。在布拉诺斯卡亚和克柳切夫斯卡亚洞穴的波格丹诺夫斯卡亚营地、待罗伊茨卡亚1号营地、尤留赞河边的古代营地遗址都属于中旧石器时代。在锡姆河边的伊格纳季耶夫斯卡亚洞穴的墙壁上发现了许多岩石画。
大约4千年前,印欧人部落建立了阿尔凯伊姆和其他防御性据点。阿尔凯伊姆仅在1980年代后期才被发现:现在这里是一个博物馆大楼,其中包括石器时代遗址、青铜时代的居民点和古墓、游牧部落古墓和重建的考古遗址。
公元6世纪,突厥人来到了车里雅宾斯克州地区。到14世纪初,这里主要住着巴什基尔人以及切里米斯和哈萨克人。该地区在当时属于金帐汗国,之后属于西伯利亚汗国。