Село основано 4 июля (23 июня) 1742 г. как укрепление в месте пересечения 2 дорог - Степной (из Челябы в Оренбург) и старинной Аргаш («горно-лесная»). Строительство вела команда воеводы Исетской провинции П.С. Бахметева. Крепость получила название по реке Уй.
Уйская крепость была основана с согласия башкирского тархана Таймаса Шаимова, владельца земли на которой планировалось строительство. В награду за это Шаимов получил саблю, а башкиры были освобождены от податного обложения. В функции крепости входили охрана подъездных путей, хранение запасов провианта и фуража; она служила местом отдыха обозников, команд, сопровождавших эстафету, почту, знатных особ. Здесь размещалась таможня, казаки несли службу на Уйской дистанции. Крепость была обнесена деревянным заплотом, «имела вид квадрата из лежащих бревен... В каждом углу башни с бойницей, как с западной, так и с восточной стороны есть ворота... В длину и ширину положено восемьдесят сажен, а на внешней стороне имеют быть драгунские и казачьи строения... К ней примежевана пустая залежь под пожни, каковы от крепости во все стороны на двадцать верст». Одновременно с жилыми домами строилась деревянная церковь во имя Св. пророка Предтечи и Крестителя Господня Иоанна; в 1748 году в ней уже велась служба. Крепость заселили крестьянами, поверстанными в казаки, поставили «на фундаментальное поселение» роту драгун Оренбургского полка. В 1756 году в селе насчитывалось 87 дворов; к августу 1760 г. «действительно служилых казаков, кроме престарелых и недорослей, было 137 человек, жительства в коей дворов до ста».
Умеренно континентальный климат, достаточное количество осадков (до 500-600 мм в год), богатая черноземом и растительностью почва располагали население к занятию скотоводством и хлебопашеством. На подворьях и земельных участках, выделяемых в радиусе 10-12 верст от крепости, казаки выращивали овощи, пшеницу, рожь, овес. От животных получали мясо-молочные продукты, шерсть, кожу, мех. Казаки брали столько земли, сколько могли обработать и засеять. Уже к сер. 1770-х гг. в селе хранились большие запасы хлеба и провианта. Развитие хлебопашества стимулировало строительство мукомольных мельниц. В 1768 г. казакам М. Приданникову, Е. Колосову и П. Тихонову построенные «колесчатые мельницы о двух амбарах с двумя поставами принесли по 10 рублей дохода».
Первым атаманом был Еромей Тихонов, есаул. В 1773-1775 годы генерал-майор Ф. Ю. Фрейман длительное время пребывал здесь с командой, заготавливая провиант и фураж. Часть его казаков под предводительством атамана А. Малявкина перешла на сторону Пугачёвских повстанцев, однако сподвижникам Пугачёва не удалось взять крепость. Некоторые казаки с отрядами атамана И.Н. Грязнова участвовали в боях под Челябинском. Карательные команды использовали крепость как опорную базу в военных операциях в восточной части Оренбургской губернии. Какое-то время в крепости находился корпус генерала И.А. Декалонга, преследовавший войско Пугачёва и нанесший ему поражение в сражении под Троицкой крепостью. Уйская крепость упоминается Пушкиным в «Истории Пугачева». В конце XVIII века в ходе реорганизации административного деления Оренбургского казачьего войска Уйская крепость была преобразована в станицу.
К началу 19 в. на реке Уй и его притоках действовало 12 мельниц. На землях Уйского юрта проживали башкиры и мещеряки. Они занимались в основном скотоводством. На ежегодные 3-дневные ярмарки (с 24 июня и с 7 января) пригоняли табуны лошадей, гурты овец, привозили кошмы, кожу; местные торговцы выставляли зерно, фураж и колониальные товары (чай, сахар, мануфактуру). Торговый оборот составлял сотни тысяч рублей. Войсковое правление поощряло развитие хлебопашества у казаков: напр., Ф. Белов, высеявший в 1837 около 480 пуд зерна (больше всех в войске), получил большую премию - 350 руб. Семеро уйских казаков (А. и П. Кочневы, И. Гладков, Ф. Белов и др.) вступили в торговое общество. Их освободили от службы, но обязали ежегодно выплачивать по 200 руб. в войсковую казну. При межевании, проведенном 8 июня 1849 г., за станицей закрепили 145053 дес 617 кв. саж. земельных угодий, в т. ч. пашни - 19362 дес 760 кв. саж., сенокосов - 49049 дес 300 кв. саж, леса - 6855 дес 1000 кв. саж; под огороды, гумна и церк. подворье отвели 390 дес 900 кв. саж. В том же году в Уйской станице насчитывалось 250 дворов (1221 жит.). Каждый станичник засевал от 6 до 13 дес (выращивали пшеницу, овес, рожь). Урожайность составляла 50-60 пуд/дес; на 1 семью приходилось в среднем 300-500 пуд зерна. Отдельные станичники получали по 1000 пуд и более. Во 2-й половине 19 в. в районе станицы начали действовать золотые прииски; за период с 1871 г. по 1917 г. их было заявлено 200. Среди купцов - владельцев приисков числились местные казаки С. С. Выдрин, Д. А. Маслов, П. А. Маслов, А. К. Подколзин и др. За 1884 г. на Александровском прииске (принадлежал П. А. Маслову) при промывке 110400 пуд песка получили 7,3 кг золота. Хозяйственная и предпринимательская деятельность жителей станицы приносила немалый доход. К 1 янв. 1881 г. Уйская числилась в десятке самых богатых из 43 станиц Оренбургского казачьего войска: в станичной казне было 20347 руб. 82 коп. Эго позволяло вкладывать средства в социальную сферу: строительство мостов и плотин, благоустройство улиц и дорог, открытие станичной начальной школы. Семьи казаков также становились зажиточнее: на 1 двор приходилось в среднем по 6,2 лошади, 5,8 головы крупного рогатого скота, 10,3 - овец. Очень высок был процент грамотных станичников (мужчин и женщин). Уйские казаки были также примером храбрости в боях; они участвовали в Отечественной (1812), русско-турецкой (1877-78), русско-японской (1904-05) и 1-й мировой (1914-17) войнах.
В начале марта 1918 г. на станичном съезде фронтового каз-ва был избран станичный совет, в состав которого вошли: А. В. Балмасов, К. Ф. Выдрин, Л. И. Выдрин, О. А. Кашигин, Д. И. Панов и др. Председателем утвердили Кашигина. Вооруженное восстание атамана А. И. Дутова житель Уйского не поддержали, но после выступления Чехословацкого корпуса станица разделилась на 2 лагеря: часть казаков вступила в красноказацкий отряд офицера Ф.Г. Пичугина, но большинство (более 900 шашек) воевало на стороне белых в составе Уйского казачьего полка есаула А. А. Грибанова. 24 июня 1918 г. станицу занял отряд кундравинских казаков, установивших здесь атаманское правление. Некоторые активисты, члены совета (Балмасов, Панов, Д. Т. Уткин) и диакон А. В. Покровский были арестованы, отправлены в белоказацкий штаб и там расстреляны. Около 200 жителей села вступили в отряд И. Д. Каширина и Н. Д. Томина и участвовали в рейде по тылам белых Уральской партизанской армии Блюхера - Кашириных.
В конце июля 1919 г. станицу заняла красноармейская часть; власть перешла к местному ревкому. 15 октября 1919 г. был вновь избран станичный Совет, председателем которого стал бывший красный партизан, коммунист Г. И. Замотохин. На почве недовольства политикой военного коммунизма и продразвёрсткой станичники примкнули к повстанческому движению (в составе отряда под руководством Я. Г. Луконина и С. А. Выдрина). В начале ноября 1920 г. повстанцы были разгромлены. Из-за голода, эпидемии тифа население станицы Уйской уменьшилось на 1/3. По данным статистики, к 1926 г. в селе имелись школа (действовала на базе бывшего высшего начального училища), телеграфная и телефонная станции, больница, фельдшерский, ветеринарный и агрономический пункты, почта. Насчитывалось 650 дворов (2531 жит.). 4 ноября 1926 г. село стало районным центром Троицкого округа Уральской области.
В 1929 году в районе начал создаваться первый совхоз «Уйский». К середине тридцатых годов ХХ века в районе действовало 48 сельхозкартелей, и он получил название «Колхозного». С 1962 по 1964 годы район был ликвидирован и входил в состав Чебаркульского, а с 1965 года - восстановлен с нынешним названием - Уйский район.
События гражданской войны и 1920-х гг. в селе посвящены два памятника - объекты культурного наследия регионального значения:
Братская могила героев гражданской войны и
Памятник и братская могила комсомольцев Ф. Чечеткина, В. Эстина, С. Таращука, М. Анисенко, убитых кулаками в 1920 году. Есть и памятник Ленину - маленький только.
Фотографии В. Демакова, Ю. Латышева и В. Федулова.