历史上，柯尔克孜人最早信仰萨满教。约在公元10世纪柯尔克孜人的意识中还充满着崇拜自然神的宗教观念，主要是水神和草神。这跟当时柯尔克孜人(时称黠戛斯)以游动的畜牧业经济为生有密切关系。
由于当时生产发展水平低下，人们对自然界的种种自发现象(如天旱缺水、牧草枯萎等)无法理解而又无力抗拒，于是相信在这些现象后面有超自然的力量，即有神灵在主宰着。因为水和草对于人和牲畜来说太重要了，所以柯尔克孜人对主宰着这两者的神最为崇拜。同时，他们还崇拜大自然的其他现象。
10世纪上半期阿拉伯旅行家米撒尔在其游记中，也曾谈到了“合尔合孜”(即柯尔克孜)人在宗教方面的一些情况，他说：“他们有自己的特殊的习俗、法规、意识、文字和庙宇。他们不扑灭灯火，要让它自己熄灭。他们把有香味的东西放在前面祷告，信奉它。他们信奉苍天，朝南方祷告，尊敬天山的‘祖哈勒’、金星和土星，而认为火星不吉利。”从这些简单的记述中，对于柯尔克孜最初的原始宗教信仰，可以略窥一斑。随宗教观念的产生而出现的巫师，他们称作“甘”。祭祀不定时，可见他们对这些神灵的信奉程度还不是很深的，故没形成一套较完整的仪式。
这以后，柯尔克孜主要信仰的是伊斯兰教，其渊源可上溯至中古时代。在10世纪到17世纪初，柯尔克孜族从其发源地叶尼塞河上游地区逐渐向天山地区迁徙。这期间，柯尔克孜人与邻近各个民族或部落接触频繁，经过一段时间后，相互融为一体。这样，一些信仰伊斯兰教而又融合于柯尔克孜族的人开始把伊斯兰教带给了柯尔克孜人。16世纪下半期，有些穆斯林“沙亦黑”在柯尔克孜地区传播伊斯兰教，但与此同时，他们又称柯尔克孜人为“卡菲尔”，意即“不信教的人”。由此可推知，伊斯兰教在柯尔克孜人中得以广泛的传播，最早也在17世纪以后，或18世纪前半期。产生于这一时期的柯尔克孜民间史诗《玛纳斯》，把他们反抗准噶尔的战争描写成一种宗教战争，可为一佐证。
这些信仰伊斯兰教的柯尔克孜人主要分布在克孜勒苏柯尔克孜自治州，少数散居新疆各地。在伊斯兰教的教规教义及各种具体繁多的宗教仪式方面，他们与别的信仰伊斯兰教的民族基本上是一样的。比如，他们也承担“吾受儿”(粮食税)、“扎卡提”(牲畜税)、“费得尔”(回历新年向宗教职业者送的礼)、“车西曼”(每次收粮食时交的税)等多种宗教税;也要在“主麻日”做礼拜及各种宗教功课;凡柯尔克孜人的生养、婚、丧、吉庆及灾祸等，也都要请宗教职业者来主持举行规定的仪式;贫苦教徙也要经常无偿地为寺院和宗教上层分子服各种劳役，等等。
由于受别的民族的影响，在新疆北部靠近和布克赛尔蒙古自治县的额敏县的柯尔克孜人，则主要信仰喇嘛教。在教规、教义及各种仪式上也跟别的信喇嘛教的民族差不多。
此外，于18世纪中叶被清朝强迫迁去黑龙江富裕县的柯尔克孜人，由于居住环境的影响，则信奉当地的主要宗教——萨满教。他们认为萨满蛇神是柯尔克孜人固有的宗教信仰。因此解放前家家都用布剪出蛇形供在墙壁的神龛里。大凡治病、丧葬等祭祀仪式，都请萨满跳神。同时，他们还信奉天马神、树神、金星神、北斗星神等。他们认为，这些大小诸神都是在他们来黑龙江以后才信奉的。这说明，这里的柯尔克孜人信仰的是“万物有灵”的自然崇拜。除此，他们中也有信喇嘛教的，平时供奉各种佛，至一定时候则祭祀敖包等。
住在黑龙江富裕县的柯尔克孜人，在每年4月18日，杀牛宰羊以祭树神，集会一天并赛马射箭。10月25日，祭北斗七星，用荞麦面做一千个佛灯，用黄油灯上供。过春节时，正月初一的早晨先到同姓同房的亲族家拜年，进屋后必须先给堂屋中供奉着的神象及佛象磕头，然后再给老年人磕头，并斟酒一同欢饮。过年时还点燃两堆牛粪代替狼烟，有的直点到正月十五的灯节。从这些习俗中反映了这里的柯尔克孜人还保留着自然崇拜的宗教意识。
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