В 1958 году геолого-разведочная партия из Самарканда начала исследования региона (гор Букантау, Тамдытау и Мурунтау, пустыни Кызылкум). После находок месторождения золота и урана в этом регионе Минсредмашем СССР был срочно отдан приказ о развитии региона в Кызылкумах и превращении его в крупный горнодобывающий и промышленный центр.
Строительство города началось в начале 1960-х годов и продолжалось вплоть до распада СССР, 1965 год считается официальным годом основания города. 16 января 1967 года Зарафшан получил статус посёлка городского типа[2]. На период распада СССР город насчитывал 12 микрорайонов с типовыми советскими (3-, 4-, 5-, 7- и 9-этажными) домами. В городе насчитывалось 8 общеобразовательных школ и 21 детский сад.
Изначально город создавался для проживания работников, обслуживающих промышленные объекты по добыче золота, находящиеся на месторождении Мурунтау и промышленной площадки «Бессопан» и входящими в состав Навоийского горно-металлургического комбината. Добыча золота на месторождении Мурунтау составляла приблизительно 30 % от общей добычи золота в СССР.
В советский период безостановочно разрабатывалось золоторудное месторождение. Рабочих набирали со всего Советского Союза, и лишь немногие уезжали обратно.
Зарафшан стал третьим промышленным городом в Навоийской области, после Учкудука и Навои, построенным в связи с созданием в области в конце 50-х начале 60-х годов градообразующих предприятий (Навоийский горно-металлургический комбинат и Навоиазот).
В городе Зарафшане находится самое крупное подразделение Навоийского горно-металлургического комбината, это Центральное рудоуправление, в состав которого на сегодняшний день входит 29 основных и вспомогательных подразделений. Основной задачей Центрального рудоуправления является разработка месторождений драгоценных металлов (золото, серебро) и их добыча.