Касым-хан был сыном одного из основателей Казахского ханства Жанибек-хана, и потомком Тука-Тимура, тринадцатого сына Джучи-хана. В первые годы существования ханства, когда им формально правил Бурундук-хан, Касым-султан уже обладал огромным влиянием. Его авторитет стремительно рос, особенно после военных успехов в борьбе против правителя Узбекского ханства Мухаммеда Шейбани-хана. Захватывая военную добычу и постоянно одерживая победы, он заслужил уважение знати, которая оказывала ему полную поддержку.
К началу XVI века власть Касыма была настолько велика, что, как писал историк Мухаммад Хайдар, никто даже не вспоминал о номинальном правителе Бурундуке. В 1511 году Бурундук был изгнан из степи, а Касым был официально провозглашён ханом.
Одной из главных целей внешней политики Касым-хана была борьба с династией Шейбанидов за контроль над городами на берегу Сырдарьи. Шейбани-хан, опасаясь усиления Казахского ханства, пытался установить экономическую блокаду, запретив торговлю с казахскими купцами. В ответ на это Касым-хан предпринял решительные военные действия. В 1510 году он нанёс Шейбани-хану сокрушительное поражение в предгорьях Улытау. Эта неудача привела к ослаблению власти Шейбани-хана.
После этого к Касым-хану обратился за помощью могольский хан Султан-Саид, который искал союзников для борьбы с Шейбанидами. Однако, Касым, чья политика была абсолютно независимой, отказал ему, что, по мнению исследователей, подтверждает полную суверенность Казахского ханства.
В результате своих военных кампаний Касым-хан значительно расширил границы ханства. На юге его владения выходили к Сырдарье и включали большую часть Туркестана. На юго-востоке они охватывали Семиречье, а на севере и северо-западе достигали гор Улытау, Балхаша и бассейна реки Жайык. При Касыме население ханства достигло одного миллиона человек.
При Касым-хане Казахское ханство впервые вышло на международную арену. Одним из первых государств, установивших с ним дипломатические связи, было Московское княжество в правление Василия III. Историки также упоминают о связях с русским царём Иваном III, хотя их характер неизвестен.
С 1515 года Касым-хан обратил свой взор на западные владения, начав оказывать давление на ногайцев. В 1519 году развернулась ожесточённая борьба с ногайским мурзой Шигимом. В результате казахские войска под командованием Касыма разгромили ногайцев, вытеснив их за правобережную Волгу. Они захватили столицу Ногайской Орды Сарайчик, что привело к её исчезновению с политической карты.
Касым-хан скончался в 1521 году в Сарайчике, на берегу реки Урал. Он был похоронен в древнем пантеоне золотоордынских ханов.
Правление Касым-хана стало золотым веком Казахского ханства. Он не только сумел укрепить его границы, но и превратил в могущественное государство, с которым считались все соседи. Именно в этот период казахи как самостоятельный этнос стали известны в Западной Европе, а их история нашла отражение в хрониках средневековых мусульманских историков.
