Қарамай қаласының тарихы — бұл табиғи байлықтың ашылуы шөл даланың ортасында жаңа қалаға қалай жан бітіре алатынының жарқын мысалы. Оның атауы ұйғыр тілінен аударғанда «қара май» дегенді білдіреді, бұл оның пайда болу себебін тікелей көрсетеді. XX ғасырдың ортасына дейін бұл аумақта іс жүзінде адам тұрмаған, бірақ мұнайдың табылуымен бәрі өзгерді.
Қаланың негізі қалануы бір басты оқиғамен тығыз байланысты: 1955 жылғы 29 қазанда мұнда алғашқы ұңғыма бұрғыланып, одан қуатты мұнай бұрқағы атқылады. Бұл Қытайдағы ең ірі кен орындарының бірін игерудің бастау нүктесі болды. Көп ұзамай бұл жерде жұмысшы кенті бой көтеріп, 1958 жылғы 29 мамырда ҚХР Мемлекеттік кеңесінің жарлығымен Қарамай қаласы ресми түрде құрылды.
Қаланың қалыптасуы мен дамуының негізгі факторы оның мұнай өндіру орталығы ретіндегі стратегиялық маңызы болды. Географиялық жағынан Жоңғар ойпатында орналасқан Қарамай елдің маңызды өнеркәсіптік базасына айналды. Оның өсуі батыс аймақтарды индустрияландыру бойынша мақсатты мемлекеттік саясаттың нәтижесі болды. Қаланың алғашқы тұрғындары мұнай қорларын игеру үшін еліміздің түкпір-түкпірінен келген инженерлер, геологтар мен жұмысшылар болды.
Ерте кезеңде Қарамай экономикасы толығымен мұнай өндіру мен өңдеуге шоғырланды. Бұл бүкіл тыныс-тіршілігі өндірістік циклге бағынған классикалық монобейінді қала болды. Мәдени орта еңбекке деген құлшыныс атмосферасында қалыптасты, ал қаланың өзі өнеркәсіптік серпіліс пен қатал шөлді жерлерді игерудің символына айналды.