Первые переселенцы появились в Полтавке в 1897 году и образовали переселенческий участок № 88. Обосновались они у родников, но эти земли были исконно казахскими.
Из-за недовольства коренного населения случился конфликт. Однако украинцы все же попытались жить на плодородных землях, вырыли землянки, накрыли тальником, утеплили их и остались зимовать. Но суровая снежная зима сгубила всю живность и рабочих волов. Люди вынуждены были вернуться назад на родину, а там их ждало горькое разочарование — страшный голод. Поразмыслив, отправились обратно в наши края. Шли из Полтавщины пешим ходом, на подводах везли домашний скарб. Несколько семей было из Таврии (старое название степной области Днепро-Молочанского междуречья в пределах современных Запорожской и Херсонской областей Украины), в их числе семьи Макара Батуры, Матвея, Тимофея и Афанасия Карпенко.
Год образования села — 1902.
Переселенцы потихоньку начали обживаться на новом месте. Строили землянки, теплые помещения для скота. Возвели церковь в виде креста с куполом и звонницей, рядом построили школу. Здания эти были сделаны без единого гвоздя из деревянного бруса и природного камня. В 1908 году в Полтавке уже проживало 53 семьи (всего 418 душ, из них 155 мужчин). Выделялось 10 десятин надела на душу. В период с 1909 по 1912 годы при массовой переселенческой политике была образована Полтавская волость, куда входило 6 поселков.
Старожил села Николай Федорович Кривобок помнит, что на церкви была железная табличка с надписью: «Построена в 1903 году».
Среди переселенцев начали выделяться зажиточные крестьяне Чертов, Дроздов. Торговую лавку держал Нагнойный (сейчас на этом месте находится магазин «Сенім»). Панченко построил за селом, на реке Кучукбай, мельницу.
— Оборудование мельницы (два колеса величиной 2,5 м) приводилось в движение тепловым двигателем. Называли его в народе «клин», потому что железный клин нагревали докрасна, вбрасывали в середину, закрепляли, и сверху на него капала нефть. От этого происходило зажигание, все начинало работать. Большие мощные поршни выходили наружу. Мы пацанами помогали мельнику Петру Афанасьевичу Карпенко заводить данный механизм. За поселком, рядом с мельницей, стояла и местная электростанция, потом ее и мельницу перевезли в центр, к магазинам. Там близко подходили грунтовые воды и даже рос камыш. Для охлаждения вырыли колодец, закольцевали систему: мотор качал воду из колодца, она охлаждала оборудование и опять лилась в колодец. Позже на мельнице установили катерный мотор, затем движок от трактора марки «ДТ». Жители села мололи на мельнице зерно, выдаваемое за трудодни в конце года (по 2-3 мешка), а если колхоз срабатывал прибыльно, тогда по 10 копеек за трудодень еще начисляли, — рассказал Кривобок.
В 1921 году учительствовали в Полтавской школе Байкова и Нотариева. Рядом, в ауле № 4, действовала казахская школа, где обучал детей грамоте Фахригбдинов. В
30-е годы открылась советская начальная школа. Первым ее директором был москвич Николай Павлович Крупко, учителем работала его жена. Хотя в селе детей проживало много, посещаемость была очень слабая из-за нехватки одежды,
обуви, школьных принадлежностей. Вторым директором был Иван Дорофеевич Бабенко, его жена Тамара Филипповна тоже преподавала. В первые дни войны он ушел на фронт и вскоре погиб.
С приходом советской власти церковь переделали в зерносклад, а потом открыли там клуб. Комсомолец Князев лично снес купол, крест и звонницу. Как утверждают старожилы, через неделю он трагически погиб. Клуб действовал до 1979 года. Владелец первого в селе патефона Петр Афанасьевич Карпенко приносил на танцы моднейшее механическое устройство для проигрывания граммофонных пластинок.
Отапливался клуб двумя печами-контрамарками. Говорят, что позже он сгорел по вине уборщицы.
В период коллективизации, в 1929 году, в Полтавке была создана артель «Мирный труд». На дверях конторы была прикручена алюминиевая табличка с надписью: «Председатель Кашка Яков». В то время были такие, как Касьян Степан, которые не хотели вступать в артель, с ними всячески боролись, вплоть до раскулачивания.
В годы репрессий середняк Иляшенко Иван Петрович пострадал за рассказ анекдота о пяти колосках. Карпенко Раису Пантелеевну, ей было 15 лет, репрессировали за то, что принесла в валенках зерно в многодетную семью (1 кг 650 гр.).
Во время Великой Отечественной войны в хозяйстве в основном работали женщины и дети. На колесных тракторах трудились Елена Кавун, Елена Кашка, Пелагея Бабенко, Надежда Авраменко, бригадиром у них был Федор Кривобок. Зимой для фронта вязали теплые вещи и собирали посылки. На войну ушло из села 59 человек. Многие не вернулись. К примеру, из семьи Петлюх не вернулся ни один. Военному летчику Александру Герасимовичу Батурину присвоено звание Героя Советского Союза.
В годы военного лихолетья в Полтавку были депортированы чеченцы. В декабре 41-го их привезли, расквартировали на животноводческих базах. Представители гордого народа не просили ничего, молча добывали что могли ценой своей жизни и свободы. Большинство из них умерло. Поляки прибыли в село из Тамбовской области. Они поездом доехали до Каратогая, а оттуда дошли пешком. Жили семьями с восточной стороны села. Их полтавцы брали на квартиры. Польские дети учились в местной школе.
После войны артель была реорганизована в колхоз имени Ворошилова. В 1950 году, при слиянии с колхозом имени Амангельды, ему присвоили имя Чапаева. Председателями в разное время являлись: Макаров, Едаменко, Мелешко В.Д., Дорош Н.И., Мельник А.Л.
В годы поднятия целины колхоз был прикомандирован к Андреевской МТС.
За время своего существования колхоз имени Чапаева окреп, стал передовым в районе. Сельхозугодий в нем было 15 395 га, из них пашни — 6 631 га, из которой три гектара орошаемое поле; пастбища — 8 321 га. На плодородных землях, где балл бонитета доходил до 51-го, соблюдался севооборот. 23 человека были удостоены правительственных наград.
В 1969 году распахнула свои двери новая восьмилетняя школа, которую в 1990-м преобразовали в среднюю. Среди выпускников школы знатный тракторист, кавалер ордена Ленина Алтынбай Алдабергенов, военные офицеры Карпенко А.И., Савич А.В., Новаков Г.В., Моисеенко П.И., Захаренко А.В., Акмурзин Е.К., известный врач-гинеколог Авраменко В.И., директор АЗФ Петлюх П.С., глава КХ «Кызылсай» Бойко П.И., председатель колхоза «Красный пахарь» Бойко А.П., воины-интернационалисты Тыщенко В.И., Батура Н.И., бывший директор школы Шуканова А.Д., нынешний директор школы Классен И.В. и многие другие. Этот список можно продолжать и продолжать, ведь выпускники школы живут в разных уголках нашей страны, а также в ближнем и дальнем зарубежье, работают в различных сферах и отраслях. За последние
15 лет в местной школе было три обладателя «Алтын белгі» и семь — с аттестатами особого образца.
В 1980 году в Полтавке (Мартукский район) построили Дом культуры, который действует до сего дня. В 1999 году на базе колхоза образовалось первоначально 8 крестьянских хозяйств. Сейчас их 15. На данный момент в селе проживает 386 человек. Есть средняя школа, медпункт, работает четыре магазина. Село телефонизировано, действует водопровод.
Елена ОНИСЬКОВА