Le origini del confine risalgono alla metà del XIX secolo, quando l'Impero russo si espanse nell'Asia centrale e fu in grado di stabilire il suo controllo sulla regione del lago Zajsan. L'istituzione del confine tra l'Impero russo e l'Impero Qing, non troppo diverso dall'odierno confine sino-kazako / kirghiso / tagico era previsto nella Convenzione di Pechino del 1860; l'attuale linea di confine ai sensi della convenzione è stata tracciata dal Trattato di Tarbagatai (1864) e dal Trattato di Uliassuhai (1870), lasciando il lago Zaysan dalla parte russa. La presenza militare dell'Impero Qing nel bacino di Irtysh crollò durante la rivolta di Dungan (1862–77). Dopo la riconquista dello Xinjiang da parte di Zuo Zongtang, il confine tra l'impero russo e quello Qing posto nel bacino del fiume Ili fu ulteriormente riadattato a favore della Russia dal Trattato di San Pietroburgo (1881) e da una serie di protocolli successivi. Nel 1915 fu firmato un accordo che delimitava più precisamente il confine tra la Valle di Ili e la regione di Dzungarian Alatau. La sezione più meridionale della frontiera (cioè all'incirca la metà meridionale del moderno confine tra Cina e Tagikistan) non rimase delimitata, anche a causa della continua rivalità tra Gran Bretagna e Russia per il dominio nell'Asia centrale conosciuta come il Grande Gioco; alla fine decisero che l'Afghanistan sarebbe rimasto uno stato cuscinetto indipendente e interposto tra essi, attraverso il corridoio del Vacan creato nel 1895. La Cina non prese parte a tali accordi e pertanto la sezione più meridionale del confine sino-russo rimase indefinita.