Etter den tredje delingen av Polen av Det polsk-litauiske samveldet i 1795 hørte byen først til under Kongedømmet Preussen, og ble en del av Russland etter Tilsit-traktaten i 1807. På 1800-tallet var byen et stort senter for tekstilindustrien. På grunn av den industrielle utviklingen økte folketallet fra 13 787 innbyggere i 1857, til 56 629 i 1889 og 65 781 i 1901. I denne perioden var mesteparten av innbyggerne jødiske. Den nest største etniske gruppen i Białystok, etter jødene, var polakker.