所有的這一切都引起了俄國的不安，俄國不甘落後。1866年，俄國與阿古柏簽訂了一項協議，彼此同意不幹涉對方的行動。1871年，沙俄為了阻遏親英的阿古柏勢力在新疆北部的進一步發展，同時也為了進一步擴展自己的領土，出兵侵占了伊犁。俄軍強占伊犁後，虛偽地照會清政府說俄軍隻是代為收複，以後一旦清政府力所能及，立即歸還。但是當清政府派伊犁將軍榮全前往收複時，沙俄卻拒絕交付，並以此為要挾提出種種無理的領土和通商要求。麵對新疆的嚴重危機，清政府內部發生了悔防和塞防之爭，李鴻章提出放棄新疆，加強海軍力量，左宗棠力主收複新疆。最後，清政府命左宗棠為欽差大臣，督辦軍務，出兵收複新疆。經過充分準備，1876年左率軍出關，在新疆人民大力支持下，1877年擊潰阿古柏的主力，收複了除伊犁以外的全部的新疆領土，徹底粉碎了英國與俄國企圖利用阿古柏分裂中國領土的陰謀，並為收回伊犁的交涉創造了條件。1878年10月，清政府任命崇厚為全權大臣赴俄談判索還伊犁問題。不料，昏聵無能的崇厚屈服於沙俄的壓力，於1879年10月擅自同俄國簽訂了《裏瓦幾亞條約》。這樣的賣國條約傳至國內之後，上下輿論嘩然，一致譴責崇厚的賣國行徑。清政府決定懲辦崇厚，並對該條約不予承認，這引起了俄國極大的不滿，中俄關係立即緊張起來。當時英國不願看到俄國在華勢力的增強，中國拒絕簽署條約是符合英國利益的，但是它同時也擔心中國與俄國之間若爆發戰爭會影響它對華的貿易，更害怕俄國勝利後，進一步擴大其在華的勢力，所以英國對清政府施加壓力，力主中俄和解。清政府另派公使曾紀澤繼續談判改訂條約。曾紀澤與俄國反複周旋，再加上當時俄國的國內外形勢都很不利，也急於解決伊犁問題。於是經過幾番周折，雙方於1881年2月24日簽署了解決伊犁問題的《改定條約》，一般通稱《聖彼得堡條釣》。中國通過這個條約，收回了俄國在《裏瓦幾亞條約》中奪取的一些權益。盡管這仍然是一個不平等條約，但是與《裏瓦幾亞條約》相比，仍然是一個巨大的勝利，這在中國外交史上是少有的。《聖彼得堡條約》簽定以後，沙俄又強迫清政府簽定了《伊犁界約》（1881年），《喀什葛爾界約》（1884年）等條約，吞並我國領土7萬多平方公裏。沙俄強占我國領土引起了新疆人民的強烈反抗。
1884年11月5日，根據左宗棠的多次建議，清政府於新疆建省，任命劉錦堂為巡撫。並取“故土新歸”之意，改稱西域為“新疆”。新疆建省，是清朝政府對曆朝各代治理新疆的一次重大改革。自此，由巡撫統管全疆各項軍政事務。這對於防禦沙俄侵略，加強西北建設，具有極為深遠的意義。新疆軍政中心由伊犁移至迪化（今烏魯木齊）。至1909年，新疆省下轄4道，道以下共隸有6府、10廳、3州、21個縣或分縣，新疆行政建置與內地完全一致。1911年辛亥革命爆發後第二年，革命黨人在伊犁策動起義成功，成立新伊大都督府，宣告了請朝在伊犁地區政治統治的結束。民國政府建立後，不斷強化新疆防務。然而，曆史的慣性又將沙俄侵略中國新疆的遺產轉移到了斯大林的頭上。
三、斯大林對新疆的政策
1911年辛亥革命後，新疆開始了反動軍閥統治時期。二三十年代，反動軍閥楊增新、金樹仁和盛世才相繼統治新疆。他們內外勾結，騎牆於蔣介石和斯大林之間，維持其反動軍閥政權。
十月革命以後，中俄關係得到了一定程度的改善。但是，1924年斯大林上台後，隨著他在蘇共中央權力的穩固，斯大林的獨斷專行和大民族主義逐漸膨脹。在蘇共中頭內部，他剪除異己，有190多位中央委員被整肅；在民族問題上，斯大林搞階級鬥爭擴大化，埋下了後來蘇聯解體的禍根。斯大林在對華關係中，玩弄“雙重外交”，以鄰為壑，與日本軍國主義簽訂密約，企圖在中國的新疆和外蒙古地區製造所謂“緩衝區”或“緩衝國”，借以維護蘇聯在遠東的安全。特別是在1941年—1944年期間，隨著新疆軍閥盛世才轉向國民黨，莫斯科在新疆問題上大作文章。在意識形態上利用“三區革命”，鼓動分裂新疆。曆史證明，斯大林在新疆問題的做法，違反了列寧主義的無產階級外交路線。
第一，盛世才問題。早在1937年以前，蘇聯就利用地理交通之便和曆史上的交往傳統加強了和新疆地區的往來，建立了更加密切的關係，蘇聯逐步恢複了沙俄時代新疆最主要貿易夥伴的地位，新疆也成為當時中蘇經濟聯係的惟一途徑。蘇聯還向當對盛世才控製下的新疆地區提供長期貸款，派遣專家，並為新疆地區製定了經濟發展計劃，興建了一些工業設施與公路。蘇聯打算充分利用新疆地區的資源為自己的經濟以及軍事建設服務，通過全力支持盛世才政權來擴大自己在新疆的影響。而當時新疆地區的政治、經濟以及軍事基礎都比較薄弱，盛世才為了爭取蘇聯的支持，以“反帝親蘇”取悅於蘇聯，在新疆實行與國民政府完全對立的反帝、聯蘇聯共的政策。這樣，到1936年，盛蘇之間的合作關係全麵展開，盛蘇同盟關係最終確立。抗戰初期，新疆成為蘇聯援華的重要渠道。蘇聯與盛世才的密切合作關係早就引起國民政府的注意，蔣介石曾極力對二者的關係加以阻止。但是迫於抗戰的形勢，蔣介石擔心在新疆問題上對蘇聯施加壓力非但得不到蘇聯的援助還會造成蘇聯和日本加強接近的危險。而且，當時蘇聯援華的物資的路徑主要是通過新疆，出於利害關係，蔣介石暫時將新疆問題擱置一邊，但是新疆問題遲早要引發國民政府和蘇聯之間的一場嚴重衝突。所以，隨著二戰的深入，蘇德戰爭的爆發，國際形勢的巨大變化引起盛世才反共麵目的暴露，這場圍繞新疆的衝突不可避免的到來了。第二次世界大戰爆發以後，蘇聯為了適應備戰的需要，減少了對新疆的各種援助，這使盛世才感到依靠蘇聯來鞏固自己的統治越來越不可靠，蘇聯在他的眼中逐漸失去了利用的價值，再加上蘇聯對新疆軍事經濟的控製超出了盛世才容忍的限度，他對蘇聯大大減少了興趣。盛蘇合作的基礎在這一時期發生了嚴重的動搖，盛世才首鼠兩端，開始尋找新的目標，最終他選擇了蔣介石中央政府。1941年蘇德戰爭爆發以後，盛世才利用蘇聯在戰場上的失利，進行新的政治投機，轉向為反蘇反共的道路，積極投靠蔣介石，同英美建立關係。蔣介石這時也開始放開手腳與盛世才展開合作。太平洋戰爭爆發後，美國完全取代了蘇聯成為給予中國援助的主要國家。蘇聯因此在國民政府對外戰略中的地位急劇下降。蔣介石消除了對日抗戰國際援助的後顧之憂。盛世才的轉向，使他和蘇聯的關係急劇惡化，而和國民政府的關係頓時改善，並與蔣介石在1942年底完成勾結。此後蔣盛合謀，在新疆掀起了一場反蘇反共的浪潮。盛世才在蔣介石的支持下大肆逮捕在新疆的中共黨員。10月5日，盛世才秉承蔣介石的旨意，向新任蘇聯駐迪化總領事普士庚提出，要求蘇聯的技術和軍事人員3個月內撤離新疆，但遭到了蘇方的拒絕。蘇聯對蔣盛的行為十分不滿，但是迫於對德作戰的緊張形勢，美英勢力的幹涉以及蔣盛的強硬態度，蘇聯作出讓步，撤出新疆。雖然蘇聯退出了新疆，但是在新疆的巨大權益頃刻化為烏有，自然於心不甘。所以，蘇聯在撤退之際即進行報複，破壞蔣盛在新疆統治的經濟和社會基礎。蘇聯大幅度的縮減與新疆的貿易額，迅速撤除在新疆的全部經濟項目，並且其殘餘的設備向蔣盛索要高價。這些做法使長期依賴於蘇聯的新疆經濟陷入混亂，給蔣盛對新疆的統治帶來了災難性的後果。與此同時，莫斯科在新疆利用民族問題，製造新疆政局動蕩。新疆社會內部開始醞釀著一場大的革命。這就是後來“三區革命”的起源。蘇聯大力支持三區革命，甚至不惜與國民黨軍隊發生武裝衝突這跟盛世才的轉向導致中蘇關係的惡化不無關係。