La primera frontera búlgara-sèrbia es va establir després del Tractat de Berlín de 1878 pel qual l'Imperi Otomà va reconèixer la independència del regne de Sèrbia i del regne de Bulgària. Després la Segona Guerra Balcànica i el Tractat de Bucarest (1913) es va confirmar un nou traçat fronterer entre ambdós regnes. En 1919 el regne de Sèrbia fou substituït pel regne de Iugoslàvia, que integrava l'actual Macedònia del Nord. En 1947 el regne iugoslau fou substituït per la República Socialista Federal de Iugoslàvia. Amb la dissolució de Iugoslàvia en 1991 i la de la federació de Sèrbia i Montenegro en 2006 actualment aquesta frontera només ho és entre Bulgària i Sèrbia. A més, com que Bulgària és membre de la Unió Europea des de 2004, aquesta també és una de les fronteres externes de la Unió Europea.