1644年清朝在黑龙江流域设黑龙江省和吉林省，代替宁古塔。
1632年沙俄占据了叶尼塞河中下游和上游部分地区。然后从北方的曼加结亚沿下通古斯卡河，从南方的叶尼塞斯克沿上通古斯卡河，又走古代埃文基人所经常使用的古道，来到勒拿河流域，建立了上中下维柳伊斯克。1638年，俄国政府下令在勒拿河右岸成立雅库茨克督军府，1643年督军戈洛文下令迁城于左岸，此后雅库茨克成了沙俄进一步向东北亚地区远征的指挥中心。1638年在雅纳河建立了维尔霍扬斯克，1642年建立了尼日涅扬斯克；在印迪吉尔卡河上建立了彼德什维尔斯克等。1645年，米哈伊尔·斯塔杜欣抵达科雷马河，并先后建立了上、中、下科雷马斯克3个冬营地。1647年鄂霍次克堡建立。 1711年，沙俄征服整个堪察加半岛，然后又向阿拉斯加和阿留申群岛挺进。1638年俄国以叶尼塞斯克和雅库茨克为中心，分别从西部和北部两个方向入侵贝加尔湖地区。哥萨克在安加拉河流域建立了巴拉干斯克（1654年）和伊尔库茨克（1652年），在勒拿河上游建立了维尔霍连斯克（1642年）。在贝加尔湖东北角由哥萨克建立了上安加尔斯克（1647年）和巴尔古津堡（1648年），于1652年又建立了巴翁托夫斯克堡。这样，俄国军队大体上从北部用据点包围了贝加尔湖，为进一步南下和东进打下了基础。然后从贝加尔湖南岸，俄国军队一路南下直逼中国的蒙古地区，一种东进抵达黑龙江上游的石勒喀河，进而入侵黑龙江。1658年建立了涅尔琴斯克（尼布楚），1658年建立了捷连宾斯克，1665年建立了色楞格斯克（乌兰乌德），1666年建立了乌丁斯克等。
1643年哥萨克波雅尔科无走阿尔丹河--乌楚尔河--纽约姆卡河，翻越外兴安岭，进入鄂伦春族居住的精奇里江（结雅河）。哈巴罗夫从奥廖克马河起，沿其支流图吉尔河到达黑龙江。1656年俄政府在奥廖克马河口设立了奥廖克明斯克堡。1689年，沙俄两度被中国击败，对黑龙江流域的侵略暂时中止，不过沙俄由此获得了贝加尔湖以东的中国领土（布里亚特蒙古人和鄂温克族居住）。
俄国征服人辽阔的西伯利亚与远东地区，随即建立了行政军事机构加以控制，实施殖民统治。整个西伯利亚由中央的西伯利亚衙门管理，各地区分设督军辖区和县。督军辖区共有4个，即托搏尔斯克、托木斯克、雅库茨克和叶尼塞斯克，每个辖区下隶属几个县。17世纪西伯利亚共有图林斯克、秋明、塔拉等19个县。
1850年以后，趁中国清朝衰微，武力侵略黑龙江流域。在雅克萨一带，俄寇甚至拿索伦人当食物，真是吃人的恶魔；尼古拉耶夫攻占庙街，残酷杀害当地的赫哲族和鄂温克族居民，制造庙街惨案，并改名为尼古拉耶夫斯克；同时俄寇将海兰泡江东64屯的鄂伦春族居民赶进黑龙江淹死或杀死，此乃海兰泡惨案！同时强迫清王朝签订了《中俄瑷珲条约》、《中俄北京条约》抢占了黑龙江流域的100万平方公里中国领土，包括黑龙江以北、外兴安岭以南、乌苏里江以东至库页岛的大片领土。这片领土内居住的赫哲族被屠戮殆尽，结雅河的鄂伦春族被迫迁入大兴安岭，女真族被迫迁入黑龙江以南乌苏里江以西，最后俄罗斯移民成了当地的主体民族。
清朝末年，汉民族大量移民东北，成为东北的主体民族，这保证了东北对中国的向心力，成为巩固东北边防的最强的力量。1900年，八国联军侵华，沙俄趁火打劫，占领东北全境，实行殖民统治。1905年日本击败沙俄，夺取库页岛南段和海参崴并控制吉林和辽宁。再后来东北进入张作霖时期，1917年远东共和国成立。1931年日本占领东北，成立满洲国，与苏联在黑龙江相对峙。1945年，苏联从日本手中重新夺取库页岛南部和海参崴，并占领日本北方四岛。
