Посёлок был основан в 1892 году как железнодорожная станция на линии Челябинск - Курган, в 14 верстах восточнее Челябинска. Назван он по фамилии купца-подрядчика, принимавшего участие в строительстве Западно-Сибирской железной дороги. Одной из первых семей, поселившихся близ станции, была семья Липчёнок, приехавшая в 1892 году из Белоруссии.

Когда были построены первые шахты, остро встал вопрос о рынках сбыта копейского угля. Вначале уголь вывозился в Челябинск по железной дороге, а от копей до Потанино грузовым транспортом по узкоколейной железной дороге. Потом дорога эта была переоборудована на широкую колею. А в октябре 1915 г. была введена в строй железнодорожная ветка от станции Козырево до Кыштымских шахт.

В 1916 г. был настлан четвёртый путь и создано тупиковое ответвление, которое потом достроили, сделав из него железнодорожную линию в направлении Копейска. С разъезда «Потанино» уголь поставляли на предприятия во всех направлениях. 

Со всех сторон посёлок окружен водными просторами, окаймлен словно «остров», берегами озёр: Шелюгино, Второе, Третье. У этих озер есть одна природная особенность — самоочищение водных ресурсов. Излишки воды сбрасываются в реку Миасс, пополняя реки Тобол, Исеть.

Своим рождением посёлок Потанино обязан месторождению глины-трепела (мельчайшие частицы морской флоры и фауны), найденной на его территории. Близость расположения месторождения послужила причиной строительства здесь в первой трети ХХ века кирпичного завода. На этом заводе производится знаменитый трепельный кирпич, из которого на Урале, в Сибири и на Севере возводятся самые теплые дома.

В годы гражданской войны на станции Потанино проходили боевые действия. Вот выдержка из меньшевистской газеты «Власть народа» о боевых действиях горняков:

«31 мая, в 2 часа ЗО минут ночи отряд вооруженных людей захватил станцию Потанино, разобрав на перегоне в Чурилово путь, уничтожил телеграфное и жезловое сообщение...».

В 1926 году в поселке было 36 дворов и 147 жителей.

В 1929 развернулось строительство кирпичного завода. Большинство строителей составляли крестьяне окрестных деревень. Для обустройства своего быта рабочие строили землянки. Скопище землянок первоначально называлось посёлок «Партизан», в простонародье Шанхай.

Для постоянного контингента рабочих нужно было жильё, его начали строить в начале 30-х годов. Первоначально бараки строились иэ камышитовых щитов, только перед войной был построен первый кирпичный барак. С одной стороны его была амбулатория, с другой — комендатура.

В 1932 г. с Кубани начали привозить «спецпереселенцев». Они заселили выстроенные бараки. Спецпереселенцы были определены на работу в цеха кирпичного завода. Некоторые из них ушли работать в артель «VII съезд Советов». Председателем этой артели был избран Иван Александрович Устинов. Он сумел обеспечить материальную базу, много сил отдал для того, чтобы обустроить быт рабочих.

К 1940 г. в артели работали бригады: 

• полеводческая (44 человека)
• огородническая (16 человек)
• животноводческая (21человек)

Выращивали в основном яровые и озимые сорта ржи, пшеницы, ячменя, овса, проса. При артели были механическая мельница, пекарня, сапожная мастерская, скотный двор, зернохранилище, силосные ямы. Имелись столовая и контора, работали фермы по выращиванию крупного рогатого скота, свиноводческая, овцеводческая, птицеводческая.

В 1932 году кирпичный завод полностью сгорел. Немногое удалось спасти. После пожара была укреплена пожарная служба. Eй было выделено помещение в конном парке завода. С 1937 года высится в поселке семиэтажное здание пожарной части.

К тому времени была готова площадка для строительства ещё двух обжиговых печей. Закупили в Германии новое оборудование для кирпичного завода. Всего за один год завод был построен и начал выдавать продукцию.

С 1931 по 1940 г. велось интенсивное строительство жилья и объектов соцкультбыта. Для выпечки хлеба недалеко от завода была построена пекарня. Она просуществовала до 1940 г.

В 1941 г. военными строителями-узбеками была огорожена центральная часть посёлка, откуда было выселено всё население, ликвидированы магазины, детсад и ясли. Сюда в начале 1942 г. привезли первые партии трудмобилизованных: немцев и финнов. До начала 1946 г. в этой части посёлка они содержались на положении узников. 
Размещали здесь на некоторое время и военнопленных: немцев, румын, итальянцев. В 1946 г. было разрешено воссоединение семей трудмобилизованных. К ним приезжали жёны с детьми. В бараках жили зачастую по две семьи в одной комнате.

На фронтах Великой Отечественной войны сложили головы 94 потанинца. Им посвящен мемориальный комплекс, расположенный на площади в центре посылка. После войны были отстроены шесть микрорайонов, городская больница № 7, аптека, баня, дом быта и парикмахерская, библиотека. Поселок застроили пятиэтажными и частными домами.

Решением облисполкома от 27 мая 1958 года поселок Потанино был включен в состав города Копейска.

В начале 70-х годов был реконструирован Потанинский кирпичный завод №1, выстроен новый — Потанинский №2. С 1979г. начал работать детский сад-ясли «Сказка».

В 1981 г. начал свою работу комбинат бытового обслуживания (швейная мастерская, парикмахерская, пункт проката, пункт ремонта обуви, часовая мастерская).

В период 12-й пятилетки продолжилось строительство домов по новым типовым сериям с квартирами улучшенной планировки.

Исполнительный Комитет Челябинского областного Совета народных депутатов постановил от 10.02 1988г.: посёлок Потанино административно подчинить Копейскому городскому Совету народных депутатов, отнести к категории рабочих посёлков, сохранив за ним прежнее наименование.

В 1990-е годы администрацию посёлка возглавляла Нина Васильевна Уставщикова, которая сумела на ряду со многими проблемами уделить большое внимание земельной реформе.

В 2004 году была создана строительная компания ОАО «Полистром», руководимая Лобастовым Сергеем Викторовичем.ъ

На территории посёлка расположено, по данным 2007г., более 50 предприятий, среди них наиболее крупные: станция "Потанино" ЮУЖД пельменный цех, мини-завод «Полисорб». На посёлке также расположен один детский сад, одна школа, шесть крупных магазинов.

В результате административной реформы 2005г. посёлок изменил свой статус и стал именоваться Потанинский территориальный отдел Копейского городского округа. Администрацию посёлка в разное время возглавляли: Адольф Виктор Андреевич, Уставщикова Нина Васильевна. С 1991 по 1998 г.г. — администрации не было.

По статистическим данным на 2007 г. в посёлке проживало 6,5 тысячи человек.