Polatlı adı, 16. yüzyıldan itibaren buraya yerleşen Türkmen kabilelerinden gelmektedir. Kabile adı kendisi İran'dır ve güçlü veya demir demektir. Osmanlı belgelerinde de Polatlu ve Polatluca varyantları görülür.
Antik çağda bölge Frigya'ya aitti. Kentin yaklaşık 10 km kuzeybatısında Polatlı, antik Gordion şehrindedir. Kent birkaç yüzyıl boyunca Osmanlı yönetimi altındaydı. Kurtuluş Savaşı sırasında 1919-1922, Sakarya'da Türklerle Rumlar arasındaki önemli savaş olan Polatlı'nın yakınında gerçekleşti. 1923'te Cumhuriyet'in kuruluşundan sonra kent 1926'da Belediye statüsünü kazanmıştır.
1907'de Vilayet Ankara 344.019 müslüman ve 19.531 gayrimüslim yerleşik kişi aldı. Türk kurtuluş savaşı ve Türkiye ile Yunanistan arasındaki nüfus mübadelesinin ardından, Ankara Rumları da Yunanistan'dan Türkler ile değiştirildi. Mart 1927'de yapılan bir nüfus sayımında Polatlı 10.838 Türk, 2.557 Tatar, 742 Kürd ve 312 Boşnak yaşıyordu. Bugün Polatlı ilçesinde 82 köy var.
/html>