La primera frontera búlgara-serbia se estableció después del tratado de Berlín de 1878 por el cual el Imperio otomano reconoció la independencia del Reino de Serbia y del Reino de Bulgaria. Después la segunda suerra balcánica y el tratado de Bucarest de 1913 se confirmó un nuevo trazado fronterizo entre ambos reinos. En 1919 el reino de Serbia fue sustituido por el Reino de Yugoslavia, que integraba la actual Macedonia del Norte. En 1947 el reino yugoslavo fue sustituido por la República Federativa Socialista de Yugoslavia. Con la disolución de Yugoslavia en 1991 y de la federación de Serbia y Montenegro en 2006 actualmente esta frontera solo lo es entre Bulgaria y Serbia. Además, dado que Bulgaria es miembro de la Unión Europea desde 2004, esta también es una de las fronteras externas de la Unión Europea.