Puolan Liivinmaa joutui Venäjän vallan alle vuonna 1793 ja Kārsavasta tuli osa Vitebskin kuvernementtia. Paikan läpi kulki postitie Rēzeknestä Ostroviin ja siitä tuli kaupankäynnin keskus. Kārsava kärsi pahoja vaurioita Napoleonin Venäjän-sotaretken aikana. Vuonna 1836 rakennettiin Kārsavan läpi kulkeva viertotie Pietarista Varsovaan, ja rautatie seurasi vuonna 1860.