Ett enda papegojaben upptäcktes i regionen Bajkal och daterar sig till mellan 16 och 18 miljoner år sedan.
Den antyder att fåglarna, som idag huvudsakligen bebor tropiska och subtropiska områden, en gång kan ha varit utbredda i Eurasien.
Det är också första gången en fossil papegoja har hittats i Asien.
Forskningen publiceras i tidskriften Biology Letters.
Författaren till studien, dr Nikita Zelenkov, från Borissiak Paleontological Institute of the Russian Academy of Sciences i Moskva, sade att han blev förvånad över upptäckten.
"Ingen tidigare har någonsin funnit bevis för deras närvaro i Sibirien", sade han.
Forskarna upptäckte den forntida papegojans kvarlevor vid Tagay Bay i östra Sibirien.
"Vi grävde ut alla typer av djur där, och mestadels var de gnagare, noshörningar, katter, flodhästar och andra", säger Dr Zelenkov.
"Men denna plats är också intressant eftersom den bevarar en rik gemenskap av fossila fåglar. Men inga exotiska fåglar har hittats där förut."
Dr Zelenkov upptäckte en del av ett ben som kallas tarsometarsus, som finns i fåglarnas underben.  Efter att ha jämfört den med andra arter upptäckte han att den tillhörde en liten papegoja.
"Tyvärr är detta fynd inte tillräckligt bra för att rekonstruera utseendet eller livsstilen av denna papegoja, men vi kan se att det var ganska lik den moderna. Så det var förmodligen en mycket modern liten fågel, ungefär lika stor som en budgerigar."
Den delar drag med en annan tidigare fossil papegoja ben i Tyskland, rapporteras i en studie som publicerades 2010, tillhör en art som kallas Mogontiacopsitta micocaena.
Flyttningsvägar
I en kommentar till forskningen sade dr David Waterhouse, curator för naturhistoria vid Norfolk Museums Service: "Det intressanta med detta är hur långt norrut fågeln är och hur långt österut den är."
Men han sade att det inte var helt oväntat att hitta en papegoja i Sibirien.
"Även om vi idag associerar papegojor med tropiska och subtropiska miljöer, kan du få papegojor i Himalaya", sade han.
"Så de kan hantera dessa klimat - och under Miocene perioden var det ännu varmare än det är nu. Så när du sätter ihop det är det inte förvånande."
Han tillade att upptäckten kunde förändra vår förståelse av hur tidiga papegojor spred sig runt om i världen och flyttade in i Amerika.
Tidigare teorier antydde att de kan ha flugit från Afrika till Amerika, men detta fynd tyder på en annan väg.
"Denna tidning antyder - och det är bara ett förslag men det är ett intressant - att vi har papegojor i Asien och den enklaste möjliga vägen från Asien till Nordamerika är över vad som nu är Berings sund, tvärs över från Ryssland till Kanada och Alaska", säger Dr Waterhouse.
Han tillade: "De har hittat något som även om det inte ger oss alla svar, det väcker fler frågor och börjar oss tänka på nya hypoteser - och det är den sortens vetenskap som jag gillar."
Följ Rebecca på Twitter: @BBCMorelle
En papegojfossil har grävts fram i Sibirien - den längst norrut en av dessa fåglar har någonsin hittats, en undersökningsrapport.