В планы работ Первой Пятилетки СССР входила организация крупного степного заповедника в азиатской части страны. Знаток растительного покрова профессор И.И. Спрыгин, изучив литературные источники, предложил для этого район Наурзума. В 1929 г. в этот район направили научную экспедицию, которая подтвердила правильность выбора территории. В 1930 г. группа ученых под руководством профессора Ф.Ф. Шиллингера определила участки для организации на них Наурзумского заповедника.
30 июня 1931 г. согласно Постановлению Совета Народных Комиссаров РСФСР № 826 были утверждены границы сразу трех заповедников — Печеро-Илычского, Кавказского и Наурзумского. Первоначально Наурзумский заповедник включал в себя обширные участки целинных степей, озерные системы, осиново-березовые и сосновые леса (Наурзумский и Терсекский боры и Сыпсын) на площади 250 тыс. га. В 1936 г. было подписано постановление, по которому у заповедника изымались «восточные участки», взамен которых предоставлялся обширный западный участок, располагавшийся на плато с типчаково-ковылковыми степями и небольшим лесным массивом «Белькарагай». В этих границах площадь заповедника увеличилась до 320 тыс. га, он состоял из двух крупных участков и в таком виде просуществовал до известной реорганизации заповедной системы.
В 1951 г. Наурзумский заповедник в числе многих других заповедников страны был необоснованно ликвидирован, а на его базе организован Наурзумский лесхоз. По предложению научных организаций в 1959 г. было принято постановление Совета Министров Казахской ССР «О восстановлении Наурзумского государственного заповедника». Но фактически восстановили его только в 1966 г. в виде четырех отдельных участков площадью 85000 га, куда вошли лесные массивы и Наурзумская система озер.
В последующие годы неоднократно вносились предложения по увеличению территории заповедника за счет степных участков. В результате в 1976 г. к заповедному участку Терсек было присоединено 2000 га ковылковых степей с сурчиной колонией. В 1999 г. по инициативе авторов статьи был начат и в 2004 г. успешно завершен новый этап расширения и обустройства границ заповедника. Согласно постановлению Правительства Республики Казахстан от 26 января 2004 г. за № 79 его территория увеличилась на 103687 га.
В настоящее время общая площадь Наурзумского заповедника составляет 191381 га и включает три крупных участка — Наурзум (139714 га), Терсек (12947 га) и Сыпсын (38720 га), объединенных и окруженных охранной зоной общей площадью 116726,5 га. В административном отношении заповедник входит в состав Наурзумского и Аулиекольского районов Костанайской области.
