Барсакелмес мемлекеттік табиғи қорығының негізі 1929 жылы бағалы аң терісін өндіретін қорғалым ретінде қаланған. 1939 жылы Қазақ ССР Халық Комиссарлар Кеңесінің №973 шешімі бойынша қорық статусы берілген. 

1929 жылдан бастап 1970 жылдар аралығында  7 түрлі жануарлар: құлан, қарақұйрық, ақбөкен, қабан, қоян-толай, үй қояны, құм балпағы  жерсіндіру мақсатында қорық аумағына жіберіледі. Олардың барлығы  аралдың табиғи жағдайына жақсы бейімделіп, көбейе бастады.

1953 жылы Түркменстанның Бадхыз қорығынан жүйрік құландарды жерсіндіру мақсатымен қорық аумағына  жіберілді. 

Арал теңізінің күрт төмендеуі және Барсакелмес қорығының шығыс  бөлігі құрлықпен шектесуіне байланысты қорық әкімшілігі алдында күрделі мәселе қойылды. Жақсы жайылымдар мен суаттар іздеп тұяқты жануарлар жаңа аумақтарға қоныстана бастады.

Осыған орай, Барсакелмес мемлекеттік табиғи қорығының территориясы 2006 жылдың 1 қаңтарынан бастап Үкіметтің 2005 жылғы 25 қараша күнгі №1162 қаулысына сәйкес 16795 гектардан 160826 гектарға ұлғайды.

Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2020 жылғы 29 шілдедегі №484 қаулысына сәйкес Барсакелмес мемлекеттік табиғи қорығының көлемі Сырдария өзенінің Кіші Арал теңізіне құяр сағасындағы «Дельта» учаскесін (2300 га) қосу арқылы ұлғайды, қорықтың жалпы аумағы 163 126 га. Сырдария өзенінің құяр сағасы Қазақстанның сулы-батпақты өңірлерінің ішінде маңыздылығы бойынша 4 орынды алып отыр және де ол биоәркелкелігімен ерекшеленеді.

Қазіргі таңда  Барсакелмес мемлекеттік табиғи қорығының жалпы көлемі 163126 гектар. Қорық үш кластерлік учаскеден құралған.

«Барсакелмес» учаскесі бұрынғы Барсакелмес аралы және оған жалғас жатқан Арал теңізінің кепкен табанын алып жатыр, көлемі 50884 га.

«Қасқақұлан» учаскесіне Арал теңізінің бұрынғы шығыс жағалауы және аралдары кіреді, көлемі 109942 га. Мұнда қорықтың негізгі қорғауға алынған түрі – құландардың мекен ету аймағы және сексеуілдің табиғи үлкен тоғайы бар.

«Дельта» учаскесі, Сырдария өзенінің Кіші Арал теңізіне құяр сағасында орналасқан, ауданы – 2300 га.

Жоғарыда көрсетілгендей қорық аумағында сексеуіл ормандары бар. Орманды өңірлердің ауданы 56216 га.

Барсакелмес мемлекеттік қорығын құрудың негізгі мақсаты - құлан, қарақұйрық, ақбөкендердің популяциясын қалпына келтіру мен сақтау, шөлейттенген бөліктердің биалуантүрлілігінің қайта қалпына келуіне мониторинг жүргізу.

Сондай-ақ:

- типтік және бірегей экологиялық жүйелерді, өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің биологиялық әртүрлілігін және генетикалық қорын табиғи жағдайда сақтау;

- табиғи процестердің дамуын табиғи жағдайда зерттеу және қоршаған ортаны бақылау;

- ғылыми ұйымдардың ұсынымдары бойынша мемлекеттік табиғи-қорық қорын және тарихи-мәдени кешендер мен объектілерді қалпына келтіру;

- халыққа экологиялық білім беруді ұйымдастыру;

- шаруашылық және өзге де объектілерді орналастыру жобалары мен схемаларына, сонымен қатар мемлекеттік экологиялық сараптамаларға қатысу.