Le origini del confine risalgono alla metà del XIX secolo, quando l'impero russo si espanse in Asia centrale e stabilì il 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'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 dalla parte russa. La presenza militare dell'Impero Qing nel bacino di Irtysh venne abbattuta durante la rivolta di Dungan (1862–77) ma 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 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 dzungarski di Alatau. La sezione più a sud della frontiera (cioè all'incirca la metà meridionale del moderno confine tra Cina e Tagikistan) non è rimasta delimitata, in parte a causa della continua rivalità tra Gran Bretagna e Russia per il dominio nell'Asia centrale conosciuta come il Grande Gioco; alla fine questi ultimi concordarono che l'Afghanistan sarebbe rimasto uno stato cuscinetto indipendente e interposto tra essi, con il corridoio del Vacan dell'Afghanistan creato nel 1895. La Cina non rientrava in questi accordi e pertanto la sezione più meridionale del confine Cina-Russia rimase indefinita. Quando il Tagikistan divenne indipendente nel 1991 ereditò una sezione della frontiera Cina-URSS. Quel confine seguiva la divisione del bacino di drenaggio tra l'Amu Darya e il fiume Yarkand fino a raggiungere Markansu.