Người Uzbek về nền tảng chủ yếu là tín đồ Hồi giáo Sunni, thường là trường phái Hanafi,[17] nhưng nhiều khác biệt tồn tại giữa người Uzbek phương bắc và phương nam. Theo ghi nhận của Trung tâm Thông tin Pew năm 2009, 96,3% dân số Uzbekistan theo Hồi giáo.[18] Phần lớn những người Uzbek tại các nước cộng hòa thuộc Liên Xô cũ thực hành tôn giáo với một cách hiểu thông thoáng hơn do chính sách vô thần từ thời Xô viết, trong khi người Uzbek tại Afghanistan và các quốc gia khác ở phía nam vẫn còn nhiều tín đồ Hồi giáo bảo thủ. Tuy nhiên, cùng với việc Uzbekistan độc lập vào năm 1991, sự hồi sinh của Hồi giáo đã trở lại trong dân cư. Những người dân sống tại khu vực mà nay là Uzbekistan đã lần đầu tiên cải sang Hồi giáo từ thế kỷ VIII, điều này xuất phát từ những cuộc chinh phục của người Ả Rập, tôn giáo này sau đó đã sớm thay thế Hỏa giáo và Mani giáo (vốn là các tôn giáo Ba Tư). Chiến thắng của người Ả Rập trước người Hán năm 751 trong Trận Talas đã bảo đảm cho sự thống trị sau này của Hồi giáo tại Trung Á.