Барсакельмесский государственный природный заповедник был организован 10 декабря  1939 года Постановлением Совета Народных Комиссаров Казахской ССР №973, в границах  острова Барсакельмес, который в то время находился почти в центральной части Аральского моря.

В 2005 г. было принято постановление  Правительства РК №1162 от 25 ноября 2005 года о расширении его территории и, площадь увеличилась почти в 10 раз, до 160 826 га.

На данном этапе  территория  заповедника и включает  2   кластерных участка,  заповедная зона -160826 га, охранная зона  – 46309,34 га.

19 марта 2016 года решением 28-й сессии Международного координационного совета программы ЮНЕСКО "Человек и биосфера" Барсакельмесский Биосферный Резерват, созданный на основе государственного природного заповедника Барсакельмес, был включен в Мировую сеть биосферных резерватов ЮНЕСКО.