Trzecia i czwarta kadencja (2006–2015) W wyborach które odbyły się 4 grudnia 2005, Nazarbajew startujący z ramienia partii Nur Otan uzyskał wynik 91,15% głosów. Pokonując byłego przewodniczącego parlamentu Żarmachana Tujakbaja, zapewnił sobie trzecią kadencję na stanowisku. Oficjalnie objął urząd 11 stycznia 2006.
18 maja 2007 prezydent Nazarbajew wprowadził zmiany w konstytucji, jedną z nowelizacji było skrócenie kadencji prezydenta z 7 do 5 lat. 4 lipca 2007 na ogólnokrajowym zjeździe został wybrany przewodniczącym rządzącej partii Nur Otan.
Podczas swojej trzeciej i czwartej kadencji Nursułtan Nazarbajew zaktywizował swoją politykę handlową, przemysłową i strategiczną względem państw spoza Wspólnoty Niepodległych Państw. W 2009 prezydenci Kazachstanu i Indii podpisali umowę o współpracy w dziedzinie technologii jądrowych. 1 stycznia 2010 Kazachstan stanął na czele Organizacji Bezpieczeństwa i Współpracy w Europie, w związku z tym wydarzeniem zorganizowano w Astanie szczyt państw OBWE.