Transkaspia ble erobret av Russland i 1879-1885 i en rekke felttog ledet av generalene Lomakin, Skobelev og Mikhail Annenkov. Byggingen av Den transkaspiske jernbanen startet ved kysten av Kaspihavet i 1879 for å sikre russisk kontroll over regionen og gi en rask militærveg til den afghanske grensen. I 1885 oppsto nesten en krise da russerne annekterte oasen Pendjeh sør for Merv, og Storbritannia nesten gikk til krig da de trodde at russerne kom til marsjere videre til Herat i Afghanistan. Frem til 1898 var Transkaspia en del av generalguvernørskapet Kaukasus og styrt fra Tiflis, men samme år ble det gjort om til oblastet Russisk Turkestan og styrt fra Tasjkent. I revolusjonsperioden i 1917-191 var Transkaspia en kort periode okkupert av britisk-indiske styrker fra Meshed. Regionen var en av de siste områdene med motstand fra Basmatsji under bolsjevikene og de siste opprørerne rømte over grensen til Afghanistan og Iran i 1922-1923.