שתי המדינות היו חלק מהדוכסות הגדולה של ליטא, ולאחר מכן חלק מהאיחוד הפולני-ליטאי, ובמהלך חלוקת פולין סופחו לשטחי האימפריה הרוסית, והיו חלק ממנה עד לשנת 1918. בשנת 1922 הצטרפה בלארוס לברית המועצות, ובשנת 1940 נכבשה גם ליטא על ידה. במהלך מלחמת העולם השנייה נכבשו שתי המדינות על ידי גרמניה הנאצית, ובשנת 1944 הם שוחרר על ידי הצבא האדום. שתי המדינות היו חלק מברית המועצות, והפכו לעצמאיות עם קריסתה, וב-24 באוקטובר 1991 כוננו השתיים יחסים דיפלומטים. לשתי המדינות יש גבול משותף לאורך 680 ק"מ.