Från och med den 1 januari måste man visa upp ett körkort, en skattesedel eller en räkning för att använda platser i Lamby Way, Wedal Road och Bessemer Close.
Rådet sa att 17 % av användarna på Bessemer Close var från en grannmyndighet.
Det sades att "gränsöverskridande rörlighet" kostar rådet 430 000 pund per år.
Bob Derbyshire, kabinettsmedlem för miljön, tillade: "Det verkar därför rättvist för mig att om invånare utanför vårt avrinningsområde vill använda våra anläggningar de bör uppmanas att antingen betala för att använda det eller riktas till sin egen myndighets HWRC [Household Waste Recycling Centre]."
Nya säsongsbetonade öppettider börjar också 2016 för att svara för minskad efterfrågan under vintermånaderna.
Från och med den 2 januari öppnar webbplatsen från 09:30 GMT med sista inträde klockan 18:00, medan helgöppningar från 10:00. Längre öppettider kommer tillbaka på sommaren.
Invånarna i Cardiff måste bevisa var de bor innan de får använda rådets avfallsåtervinningscentraler.