Le origini del confine risalgono alla metà del XIX secolo, quando l'impero russo espanse in Asia centrale e fu in grado di stabilire il suo controllo sulla regione del Lago Zaysan. 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'effettiva linea di confine ai sensi della convenzione fu tracciata dal Trattato di Tarbagatai (1864) e dal Trattato di Uliassuhai (1870), lasciando il lago Zaysan nella parte russa. La presenza militare dell'Impero Qing nel bacino di Irtysh si sbriciolò durante la rivolta dei Dungani (1862–1877). Dopo il fallimento della ribellione e la riconquista dello Xinjiang da parte di Zuo Zongtang, il confine tra l'impero russo e quello Qing nel bacino del fiume Ili fu ulteriormente e leggermente 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 a sud della frontiera (cioè all'incirca la metà meridionale del moderno confine tra Cina e Tagikistan) non vene delimitata, in parte a causa della continua rivalità tra Gran Bretagna e Russia per il dominio nell'Asia centrale nota come il Grande Gioco; alla fine i due imperi concordarono che l'Afghanistan sarebbe rimasto uno stato cuscinetto indipendente interposto tra loro, con la creazione del corridoio del Wakhan nel 1895. La Cina non partecipava a questi accordi e pertanto la sezione più meridionale del confine Cina-Russia rimase indefinita.