В 1958 году группа геологов из Самарканда начала исследования региона, включая горы Букантау, Тамдытау и Мурунтау, а также пустыню Кызылкум. В результате обнаружения месторождений золота и урана, был дан приказ Минсредмаша СССР о развитии этого региона и создании крупного промышленного центра в Кызылкумах. Строительство города началось в начале 1960-х годов и продолжалось до распада СССР. Официальным годом основания города считается 1965 год. В 1967 году город получил статус посёлка городского типа. В данный момент город разросся до 15 микрорайонов с типовыми советскими домами и 12 общеобразовательных школ с 21 детским садом. Город Зарафшан создавался для проживания работников, обслуживающих промышленные объекты по добыче золота на месторождении Мурунтау и на площадке "Бессопан", входящей в состав Навоийского горно-металлургического комбината. Добыча золота на Мурунтау составляла около 30% общей добычи золота в СССР. Зарафшан стал третьим промышленным городом в Навоийской области, после Учкудука и Навои, в связи с созданием градообразующих предприятий. В городе находится Центральное рудоуправление Навоийского горно-металлургического комбината, ответственное за разработку месторождений золота и серебра. После обретения независимости Узбекистаном в 1991 году, в городе продолжали создаваться новые предприятия и промышленные объекты, такие как рудник "ЦКВЗ", рудник "Ауминзо-Амантой", гидрометаллургические заводы и другие. За годы независимости город значительно расширил свои границы, и его население постоянно растет за счет приезжающих из других регионов ищущих работу. На данный момент население города превышает 100 000 человек.
Так как Зарафшан является лидером по добыче золота в Узбекистане, жители решили его назвать Зарафшан, от слова золотоносный.
Город расположен в центральной части пустыни Кызылкум, в 30 км от крупнейшего в республике месторождения золота «Мурунтау».
Центральное рудоуправление Государственного предприятия «НГМК» (добыча золота, серебра, нерудных строительных материалов). ООО «Кызылкумский фосфоритный комплекс» АО «Узхимпром» (добыча фосфоритного концентрата) Зарафшанское управление строительства Государственного предприятия «НГМК» (строительство), ПТФ «Агама» Государственного предприятия «НГМК» (производство одежды).