В нач. XX в. на территории совр. Карагандинской обл. появились деревни, основанные «столыпинскими» переселенцами, тогда же были построены правосл. храмы. В 1912 г. одним из первых был возведен храм в пос. Б. Михайловка (ныне в черте Караганды) (закрыт в 1928). Правосл. храмы на территории совр. Карагандинской обл. входили в Омскую и Акмолинскую епархию (с 1913 Омская и Павлодарская епархия; см. Омская митрополия). В 1931-1959 гг. существовал Карагандинский отдельный исправительно-трудовой лагерь (Карлаг), через который прошли многие исповедники и мученики, Русская Церковь канонизировала 52 новомученика и исповедника, пострадавших в Карагандинской обл.
В 1934-1937 гг. в частных домах Караганды тайно служил свящ. Иаков Пеньков, бывш. узник Карлага (расстрелян 11 авг. 1937). В 1946 г. был открыт первый в Карагандинской обл. легально действовавший православный храм - во имя арх. Михаила в пос. Кировском (ныне Октябрьский р-н Караганды), настоятелем к-рого стал бывш. узник Карлага прот. Владимир Холодков (с 1947 благочинный Карагандинского окр. Петропавловской и Атбасарской епархии (см. Петропавловская и Булаевская епархия)). В 1947 г. был зарегистрирован храм в честь Казанской иконы Божией Матери в райцентре Осакаровка. Наряду с зарегистрированными приходами в Карагандинской обл. действовали 5 нелегальных правосл. общин. Одну из них - в честь Рождества Пресв. Богородицы в пос. Б. Михайловка - возглавлял прп. Севастиан (Фомин; † 1966). В 1947-1951 гг. община размещалась в арендованном частном доме, где властями разрешалось только совершение треб. После закрытия молитвенного дома в 1951 г. члены общины посылали в Москву многочисленные жалобы на действия местных властей. Постановлением Совета по делам РПЦ при СМ СССР от 17 февр. 1955 г. община в пос. Б. Михайловка получила регистрацию; жилой дом, использовавшийся как молитвенное помещение, был перестроен в храм. 22 дек. 1957 г. Петропавловский и Кустанайский еп. Иосиф (Чернов) возвел прп. Севастиана в сан архимандрита (впосл. схиархимандрит). По благословению архим. Севастиана при Рождество-Богородицком храме был образован тайный жен. мон-рь, перешедший к открытому служению в 1998 г. (см. Карагандинский в честь Рождества Пресв. Богородицы жен. мон-рь).
В кон. 80-х гг. XX в. церковная жизнь возродилась. В 1991-1998 гг. шло возведение Введенского собора в Караганде. В 1994 г. был освящен новопостроенный Покровский храм в Темиртау. В 1992 г. при Михаило-Архангельском храме в Караганде (с 1988 собор) была открыта 1-я в области воскресная школа. В 2010 г. воздвигнут Никольский собор в Темиртау. В 1997 г. схиархим. Севастиан (Фомин) был прославлен как местночтимый святой Алма-Атинской епархии, общецерковная канонизация состоялась в 2000 г. 4 нояб. 1997 г. были обретены мощи прп. Севастиана, перенесенные в новый храм Рождества Пресв. Богородицы в Караганде. С 2001 г. в Караганде проводятся Севастиановские чтения.
Конфессиональная ситуация в регионе усложняется вслед. активного прозелитизма Римско-католической Церкви (имеет в Карагандинской обл. 12 приходов, объединенных в образованную в 1999 Карагандинскую епархию) и Украинской греко-католической Церкви (имеет в Караганде 2 прихода). В регионе также действуют различные протестант. деноминации и секты.
Действующий монастырь: карагандинский Рождество-Богородицкий (женский, в Караганде, с 50-х гг. XX в. действовал нелегально, официально учрежден в 1998).