Au VIII^e siècle, les Arabes conquièrent la région, introduisant l'islam qui devient rapidement la religion dominante. Les villes de Samarcande et Boukhara deviennent des centres culturels et scientifiques majeurs. Entre le IX^e et le XII^e siècle, la région est successivement contrôlée par les dynasties samanide, ghaznévide et seldjoukide. Sous les Samanides, Boukhara devient un centre important de la culture musulmane. Au XIII^e siècle, Gengis Khan et ses armées envahissent l'Asie centrale, détruisant de nombreuses villes et infrastructures. À la fin du XIV^e siècle, Tamerlan (Timour) établit son empire en Asie centrale, avec Samarcande comme capitale. La période timouride est un âge d'or pour la culture, l'architecture et les sciences. Après la fragmentation de l'empire timouride, la région est dominée par plusieurs khanats ouzbeks, dont ceux de Khiva, Boukhara et Kokand. 

Au XIX^e siècle, l'Empire russe commence à s'étendre vers l'Asie centrale. En 1865, Tachkent est capturée par les Russes, suivie par Samarcande en 1868. Les khanats de Khiva et de Boukhara deviennent des protectorats russes. Après la Révolution russe de 1917 et la guerre civile qui s'ensuivit, l'Asie centrale est intégrée à l'Union soviétique. En 1924, l'Ouzbékistan devient une république socialiste soviétique. Les années 1930 sont marquées par la collectivisation forcée de l'agriculture, entraînant des famines et des répressions sévères contre ceux qui s'opposent aux politiques soviétiques. Pendant l'ère soviétique, la production intensive d '« or blanc » ( = coton) et de céréales a conduit à la surutilisation des produits agrochimiques et à l'épuisement des réserves d'eau, laissant les terres dégradées et la mer d'Aral et certaines rivières à moitié asséchées.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, l'Ouzbékistan contribue à l'effort de guerre soviétique. L'après-guerre voit une industrialisation accrue et le développement des infrastructures sous le régime soviétique. Pendant les décennies suivantes  des progrès sont faits dans les domaines de l'éducation, de la santé et de l' urbanisation. Cependant, les traditions culturelles ouzbeks sont souvent réprimées au profit de l'idéologie soviétique.

Dans les années 1980, les réformes de Mikhaïl Gorbatchev apportent un certain degré de libéralisation politique et économique. Les mouvements nationalistes et indépendantistes commencent à émerger. Le 31 août 1991, à la suite de la tentative de coup d'État contre Gorbatchev et de la désintégration de l'Union soviétique, l'Ouzbékistan déclare son indépendance. Islam Karimov, alors premier secrétaire du Parti communiste ouzbek, devient le premier président de l'Ouzbékistan indépendant. Il remporte l'élection présidentielle de décembre 1991 et reste au pouvoir jusqu'à sa mort en 2016.

Karimov instaure un régime autoritaire avec une forte centralisation du pouvoir. Les élections sont largement considérées comme non libres et non équitables, et la répression de l'opposition politique et des médias est courante. Sous Karimov, l'économie de l'Ouzbékistan reste largement contrôlée par l'État. Le pays possède d'importantes ressources naturelles, notamment le coton et le gaz naturel, mais l'économie souffre de la corruption et de la mauvaise gestion. En mai 2005, une révolte populaire éclate à Andijan, dans l'est de l'Ouzbékistan, en raison de la détérioration des conditions économiques et de la répression politique. Le gouvernement réprime violemment les manifestations, faisant de nombreux morts. L'événement est largement condamné par la communauté internationale.

Après la mort de Karimov en septembre 2016, Shavkat Mirziyoyev, alors Premier ministre, devient président par intérim et est élu président en décembre 2016. Mirziyoyev initie un programme de réformes économiques visant à libéraliser l'économie, attirer les investissements étrangers et moderniser les infrastructures. Des mesures sont prises pour réduire le contrôle de l'État sur l'économie, faciliter les échanges commerciaux et développer le secteur privé. Mirziyoyev introduit également des réformes sociales et politiques, dont la libéralisation partielle des médias, l'amélioration des droits humains et la réduction de la répression politique. Bien que le régime reste autoritaire, ces réformes marquent une ouverture par rapport à l'ère Karimov.

L'Ouzbékistan améliore ses relations avec ses voisins d'Asie centrale, ainsi qu'avec les grandes puissances mondiales. Le pays adopte une politique étrangère plus proactive, cherchant à attirer des investissements et à développer des partenariats économiques. Le gouvernement investit massivement dans les infrastructures, l'éducation et la santé. Le tourisme est également développé comme un secteur clé de l'économie, avec la promotion des sites historiques et culturels de l'Ouzbékistan.

En octobre 2021, Shavkat Mirziyoyev est réélu président avec 80% des voix, dans une élection marquée par des allégations de manque de transparence et d'inégalité des conditions pour les candidats de l'opposition. Mirziyoyev continue de promouvoir des réformes économiques et sociales, tout en maintenant un contrôle politique strict. Des efforts sont faits pour améliorer le climat des affaires, renforcer l'État de droit et lutter contre la corruption.