Она наступает на севере республики в начале сентября, в центральной части – во второй половине этого же месяца, а на юге – в конце октября. Осенью в Казахстане происходит резкое понижение термического уровня, усиливается влияние холодных воздушных масс, проникающих с севера. Наблюдаются повсеместно пасмурные погоды с осадками, ветрами. На значительных участках степной зоны в октябре происходит резкое понижение термического уровня. Повторяемость погод с переходом температуры через 0 градусов С достигает 55-60% . Безморозные погоды еще продолжают играть ведущую роль в октябре на крайнем западе зоны предгорья Западного Алтая (до 55-60%). В полупустынной зоне в октябре в связи с дальнейшим еще более резким понижением термического уровня (на 9 градусов С, местами на 10 градусов С по сравнению с сентябрем) становятся возможными умеренно морозные погоды. Увеличивается количество осадков. Осень в пустынной зоне отличается большой продолжительностью. По особенностям термического режима и характеру преобладающих типов погод к ней следует отнести октябрь и ноябрь. Более солнечная и умеренно влажная погода в октябре характерна для районов нижнего течения реки Чу и побережья Каспия, где повторяемость безморозных солнечных погод достигает 70-80%. В районах пустыни Кызылкум в октябре и ноябре еще продолжают играть довольно заметную роль солнечные, жаркие, сухие погоды. Осень в горных районах республики дождлива и туманна. Снег выпадает здесь рано.
