In der Antike gehörte die Gegend zu Phrygien. Etwa 10 km nordwestlich der Stadt Polatlı liegt die antike Stadt Gordion. Die Stadt stand für mehrere Jahrhunderte unter osmanischer Herrschaft. Während des türkischen Befreiungskrieges 1919–1922 fand in der Nähe Polatlıs die wichtige Schlacht am Sakarya zwischen Türken und Griechen statt. Nach der Gründung der Republik 1923 bekam die Stadt 1926 den Status einer Belediye (Gemeinde), auch erkenntlich am Stadtlogo.