乌孜别克族的先民由属印欧语系的伊兰人和南下的蒙古-突厥昔班尼汗国牧民混合而成。古代伊兰人主要生活在中亚细亚的锡尔河和阿姆河流域以及泽拉夫尚河流域，也称为河中地区。
公元前2世纪，属于阿尔泰语系的突厥人部落开始陆续进入中亚细亚地区。随着交往的加深，当地土著的伊兰人部落受其影响，逐渐演变成操突厥语的人群。根据活动区域的不同，这部分人一直被称为突厥人、布哈拉人、费尔干纳人、花剌子模人、撒马尔罕人。乌孜别克族的名称，最早来源于公元14世纪时蒙古帝国四大汗国之一的金帐(钦察)汗国的统治者苏丹·穆罕默德·乌孜别克汗，元史上称为“月即别”、“月祖伯”等。金帐汗国在乌孜别克汗的统治下，国势曾一度强盛，在当时被称为“乌孜别克汗国”。然而好景不长，从公元14世纪中叶开始，金帐汗国便因汗位之争而陷入了连年的战乱之中。到了公元15世纪，国困民乏的金帐汗国终于土崩瓦解。这时，作为金帐汗国组成部分的白帐汗国日益强盛起来，其统治范围内的农牧民被泛称为乌孜别克人。
1451年，穆罕默德·昔班尼建立起了“昔班尼汗国”，当时生活在中亚细亚水泽地带和草原山林地带的突厥部落，就是组成昔班尼汗国的主要部落。15世纪末至16世纪初，昔班尼汗率领乌孜别克游牧民南下，通过多年征战，最终确立了在河中地带和费尔干纳河流域的统治地位。
这样，南下的乌孜别克人与当地从事农业的土著人杂居在一起，开始了新的部落间的大融合。由于南下的乌孜别克人的语言与当地部落相同或近似，加之他们在政治、经济等领域的统治地位，从而促进了整个乌孜别克族的形成。
