Основан в 1737 году Василием Татищевым как город-крепость Ставрополь для защиты российских земель от кочевников, а также с целью переселения крещёных калмыков. В XIX и начале XX веков был известен в России как доступный климатический курорт и кумысолечебница. В 1953—1955 годах перенесён на более высокое место, так как при создании Куйбышевского водохранилища прежний город был затоплен. С 1964 года носит имя итальянского коммуниста Пальмиро Тольятти.