Туринский острог был основан в 1600 году. Потребность в новом городе возникла после открытия Бабиновской дороги, единственной официально разрешённой дороги в Сибирь. Путь от ранее основанного Верхотурья до Тюмени был слишком длинен. Поэтому на полпути между этими городами решено было возвести укреплённый пункт. Согласно царскому указу, тюменскому голове Федору Янову предписывалось отправиться в Епанчин юрт «меж Верхотурья и Тюмени», основать там ям и завести государеву пашню, а для защиты ямщиков и пашенных крестьян построить острог. Целями правительства при основании города было улучшить ямскую службу, плохо исполнявшуюся местными инородцами, которым это дело было «не за обычай»; завести хлебопашество на удобных для того землях Епанчина юрта. Была и стратегическая цель – заполнить слишком большой разрыв в цепи русских укреплений между Верхотурьем и Тюменью, защитить от враждебных нападений важную дорогу и местное ясачное население.
Туринский острог был поставлен на месте Епанчина городка, принадлежавшего ранее вогульскому мурзе Епанче. Крепость была построена на мысу у впадения реки Ялынки в Туру. Первоначально острог имел четыре башни. Уже в 1601 году в Туринске была построена первая церковь во имя Бориса и Глеба. В остроге также размещались воеводский двор, приказная изба, амбары, тюрьма, дворы служилых людей. Возле острога вскоре возник посад.
В ставившем острог отряде Янова были тюменские, тобольские, верхотурские, пелымские служилые люди – казаки и стрельцы. Отряд был невелик: 15 казаков, 15 стрельцов и пушкарь. После постройки острога на службу в нём были оставлены только 10 конных тюменских казаков, остальные служилые люди вернулись в свои городы. Первое время острог не имел постоянного гарнизона, повремённую службу в нём несли лишь годовальщики. Иногда в остроге даже вовсе не было служилых людей. Только в 1614 году в Туринске поселили 50 стрельцов. Кроме служилых у Янова были 20 верхотурских плотников и несколько человек ямщиков.
В начале XVII века здесь было неспокойно. В 1607 году в Туринский уезд со стороны реки Ница вторглись татары и погромили Кынырский городок. Готовилось восстание татар и в самом Туринске. Однако его удалось избежать, выслав из острога большую группу татар.
В 1603 году в Туринск прислали 25 семей пашенных крестьян из Тары, где хлеб плохо родился. Кроме того, воеводы по царскому наказу отовсюду привлекали на пашню вольных людей. В результате в 1605 году в Туринске было уже более 90 пашенных крестьян, кроме женщин и детей. Почва в Туринском уезде была довольно плодородной и давала неплохой урожай. Хороши были земли по реке Нице, к югу от Туринска, где появились со временем многочисленные крестьянские слободы. Для защиты их от нападений кучумовых родичей строились небольшие острожки. Сторожевую службу в них несли конные казаки, набранные из гулящих людей. Меры эти были нелишними, в 1634 году на слободы по реке Нице напали кучумовы внуки, пожгли и разграбили много крестьянских дворов, побили людей. Летом 1662 года мятежные татары и вогулы вновь подступали к Туринску, но город не взяли и вскоре были рассеяны.
К середине XVII века земледелие в Туринском уезде процветало. За удовлетворением местных нужд, с государевой пашни отправлялось в другие сибирские города по 10-15 тысяч четвертей разного хлеба.
В 1670-е годы была произведена перестройка крепостных укреплений, в результате чего увеличилось количество башен. Крепостные стены Туринского острога по периметру составляли около 770 м и имели девять башен. В XVIII веке, когда главные пути в Сибирь стали проходить южнее, значение Туринска упало. В 1750 году острог сгорел и более не восстанавливался. Туринск продолжил своё существование в качестве уездного города Тобольской губернии.
Местные туземцы постепенно приобщались к русской культуре и образу жизни. Сыновья мурзы Епанчи приняли православие и проживали в Туринском остроге. Они получили дворянство и даже княжеский титул, женились на русских, стали прозываться Епанчины, Панчины, Агишевы, Сатыгины (от Агиша и Сатыги – сыновей Епанчи). В XIX веке туринский исправник сообщал по начальству: «Инородцы вогульского племени, живущие сопредельно, по образу своей жизни и быту мало различествуют… Они живут совместными семьями, и дети их становятся русскими».