President Uhuru Kenyatta och premiärminister Hailemariam Desalegn enades om avtalet i gränsstaden Moyale.
Avtalet syftar till att ta itu med ungdomsarbetslösheten genom att skapa arbetstillfällen inom energi-, gruv- och boskapsindustrin.
Spänningar mellan rivaliserande etniska grupper har ökat på grund av brist på land och vatten.
Det fanns en stor säkerhetsnärvaro inför mötet vid gränsen mellan Kenya och Ethiopia.
"Detta är en historisk funktion", sade Kenyas president Kenyatta.
Han sade att en asfaltväg skulle byggas i september 2016, som förbinder de två ländernas huvudstäder.
Gränsöverskridande räder har tvingat tusentals människor att fly från sina hem under de senaste åren.
Kenya och Etiopien har undertecknat ett FN-stödd handelsavtal värt 200 miljoner pund i ett försök att underlätta gränsöverskridande konflikter.