Polatlı ilçesinde insan yerleşiminin bilinen en eski tarihi M.Ö. 3000 yıllarına kadar dayanmaktadır. Yassıhöyük Mahallesi'nde bulunan antik Gordion Şehrinde M.Ö. 3000 yıllarında yerleşim olduğu bilinmektedir.

Bölgede yaşayan belli başlı uygarlıklar sırasıyla, Hitit, Frigya, Lidya, Pers, Roma, Bizans, Selçuklu ve Osmanlı uygarlıklarıdır.

Polatlı ilçe merkezinin bugünkü yerleşimi 1860 yılında Sivritepe mevkii Menteşe Mahallesi'nde ve Zafer Mahallesi'nde oluşmuştur. Yerleşimin asıl gelişimi Ankara-İstanbul demiryolunun 1892 yılında buradan geçmesiyle gerçekleşmiştir.

Kurtuluş Savaşı’nın en önemli olaylarından biri olan Sakarya Meydan Muharebesi Polatlı toprakları üzerinde meydana gelmiştir. Atatürk’ün Sakarya Meydan Muharebesi’ni yönettiği karargâh Alagöz Mahallesi’nde, attan düşerek yaralandığı yer İnler Mahallesi’ndedir. Bu savaşın önemli coğrafi mevkileri olan Çal Dağı, Duatepe, Beştepe ve Kartaltepe de Polatlı sınırlarındadır. “Polad” kelimesi Farsça olup “demir, kuvvetli” anlamına gelir.

Polatlı, otlarla kaplı geniş bir bozkır olan yüksek Anadolu Platosu'nun kalbinde yer almaktadır. Kıyıdan uzakta, tipik bir bozkır iklimi görülür. Kışlar soğuk ve genellikle karlı, yazlar ise sıcak ve kurak geçer. İlkbahar ve sonbahar, en yağışlı mevsimlerdir, özellikle de ilkbahar.

Polatlı, Türkiye'nin en verimli tarım ilçelerinden biri olarak bilinir ve başta arpa ve buğday olmak üzere tahıl üretimiyle ünlüdür. Polatlı, Türkiye'nin en büyük tahıl depolarından birine ev sahipliği yapmaktadır. Ayrıca, şeker pancarı, kavun ve soğan gibi ürünler de başarıyla yetiştirilmektedir.