清初的東北地區，指南到山海關外，北越過外興安嶺，東到海並包括庫頁島在內的廣大地區，是滿洲興起的故地。
順治元年（1644年），順治皇帝決定把都城由盛京遷往北京。臨行之前，他讓正黃旗內大臣何洛會擔任留守盛京總管，統領八旗兵鎮守即將空曠的盛京等處。第二年，又確定了盛京的陪都地位。
順治三年（1646年），盛京內大臣改為昂邦章京（滿語，總管的意思），由葉克書充任。順治七年（1650年）冬，俄國派遣哥薩克（流散的各族人）兵侵入黑龍江流域，攻佔了黑龍江北達斡爾人的城堡雅克薩，以此為據點擴大侵略。兩年之後，俄國雅庫次克官員公然向清朝提出侵佔黑龍江土地的無理要求。這時，清軍主力集中在江南作戰，於是連年分兵北上進行抗擊，並且在多處地方不斷擊敗哥薩克侵略軍。順治十年（1653年），又任命沙爾虎達為昂邦章京，鎮守寧古塔地方，用來加強對黑龍江和烏蘇里江流域的統治。寧古塔（今寧安）位於牡丹江上游，是一個軍事重鎮，清政府之前曾在此地設立駐防章京。這樣，在東北地區就有了兩個昂邦章京駐防。順治十一年（1654年），清軍收復了雅克薩城。到了順治十七年（1660年），清軍基本肅清了入侵的俄國哥薩克軍。
康熙元年（1662年），改鎮守盛京昂邦章京為鎮守遼東等處將軍，改鎮守寧古塔昂邦章京為鎮守寧古塔等處地方將軍。又將黑龍江中上游以北的索倫、達斡爾人南遷到嫩江之濱，將黑龍江、烏蘇里江和松花江下游的一些居民，遷移到牡丹江和松花江上游，以求安全。俄國侵略軍向貝加爾湖以東出兵，侵佔了蒙古茂明安部的牧地尼布楚，並在康熙四年（1665年）又一次侵佔了雅克薩城，繼續侵犯黑龍江流域。同年，清政府又改遼東將軍為鎮守奉天等處將軍，副都統達都為首位奉天將軍。
康熙帝親政後，即面臨著抗擊俄國侵略，收復雅克薩城的任務。康熙十年（1671年），他在東巡盛京祭祖後，召見寧古塔將軍巴海，讓他對俄國要特別加以防範。隨後，康熙皇帝下令將邊地居住的各族人民進行軍事編組，用來加強邊防。康熙十五年（1676年），寧古塔將軍移駐吉林烏拉，而在寧古塔設副都統。
康熙二十年（1681年），清政府平定「三藩」的戰爭基本結束，使康熙皇帝有精力將鞏固統治的重點移向北方。第二年，康熙皇帝親自來到吉林的松花江，考察形勢。又派人前去偵察被俄國侵佔的雅克薩城防地形和水陸交通，做收復這一地區的準備工作。康熙二十二年（1683年），康熙皇帝分原寧古塔將軍西北轄地，增設鎮守黑龍江等處將軍，由原寧古塔副都統薩布素擔任首位將軍，率兵在愛琿駐防，統轄松花江左岸以北直到外興安嶺的廣大地區，松花江右岸地區仍歸寧古塔將軍管轄。這樣，東北地區便由黑龍江、寧古塔、奉天三名將軍分兵駐防，掌管各自轄區內的軍民事務。另外，為了保證軍需供應的暢通，清政府又在璦琿與吉林之間一千三百四十里的道路上，設立了十九個驛站。還派官員到吉林督造戰艦，修治盛京與遼河、松花江、黑龍江的水上運輸，以便向璦琿運送糧草軍械。
康熙二十四年（1685年）的春天，康熙帝見邊防已逐漸穩固，決計出兵反擊俄國侵略者，收復雅克薩城。於是他任命彭春為統帥，分水陸兩路進攻雅克薩。清軍用戰艦封鎖住江面，然後使用大炮攻城。城中俄軍不敵，首領托爾布津出城乞降，發誓不再來雅克薩侵擾。康熙帝下令釋放俄軍俘虜六百多人回國。隨後，清軍焚毀雅克薩城堡，撤回璦琿整休。俄軍撤離後，盤踞在尼布楚的俄國統領伊萬，又派遣托爾布津率兵返回雅克薩，築城設防。
康熙二十五年（1686年）初，清軍在薩布素、郎談的率領下，再次圍攻雅克薩，守城俄軍無法抵擋。在這種形勢下，俄國沙皇只好派使臣到北京，要求解雅克薩之圍，進行邊界談判。於是，清軍主動撤離雅克薩，中俄雙方開始談判前的準備。
康熙二十八年七月八日（1689年8月22日），中俄兩國在尼布楚正式開始談判。兩國使團經過十六天的談判交涉，在清政府作出重大讓步的情況下，正式簽署了《中俄尼布楚條約》，確定了中俄兩國東段邊界的走向：以額爾古納河、石勒喀河、格爾必齊河及外興安嶺為界，黑龍江江以北，外興安嶺以南和烏蘇里江以東，包括庫頁島在內的廣大地區，都歸清朝所有。烏蘇河以南、外興安嶺以北為待議地區（因為當時清朝還沒有平定外蒙古，所以中段的界線無法劃定）。俄國由此合法佔有了貝加爾湖以東至尼布楚一帶的原中國領土。
康熙二十九年（1690年），黑龍江將軍駐地從璦琿移到墨爾根（今嫩江），康熙三十八年（1699年）又移至卜奎（今齊齊哈爾）。
康熙五十一年（1712年），清政府又與朝鮮劃定了邊界，規定盛京與朝鮮之間，以鴨綠江、圖門江為界，並在長白山天池南分水嶺上樹立石碑，作為標記。
雍正五年（1727年），清朝與俄國簽訂《中俄布連斯奇界約》和《恰克圖條約》，劃定了外蒙古與俄國西伯利亞之間的邊界：東起額爾古納河及其支流開拉哩河（今海拉爾河）相交處的阿巴該圖，經恰克圖（今俄羅斯境內的恰克圖及蒙古境內的阿爾丹布拉克），西至唐努烏梁海沙賓達巴哈（一作沙必乃達巴漢，今俄羅斯西薩彥嶺）。
乾隆二十二年（1757年），鎮守寧古塔等處將軍改稱鎮守吉林烏拉等處地方將軍，簡稱吉林將軍。
道光年間，俄國單方面破壞了《中俄尼布楚條約》，悍然出兵，將兩國邊界最東段烏第河以南一塊待議地區佔為己有。到了咸豐八年（1858年）第二次鴉片戰爭期間，俄國又趁機脅迫當時的黑龍江將軍奕山簽訂《中俄璦琿條約》，強行把黑龍江松花江左岸的大片中國領土割去，僅規定璦琿（今黑龍江黑河市）對岸精奇里江以南的「江東六十四屯」仍由原住中國人永遠居住，歸清政府管理，烏蘇里江以東至海，則劃為中俄共管的地區。對這一不平等的條約，清政府當時雖然拒絕批准，但是在兩年後的《中俄北京條約》中，卻不得不被迫承認。《中俄北京條約》還進一步將烏蘇里及松阿察二河越過興凱湖到圖們江口一線以東原中國領土劃歸俄國。第二年勘定邊界，繪圖立碑。光緒十二年（1886年）重勘，增立、改立了多處界碑，清政府又作了不少退讓。
光緒二十六年（公元1900年）八國聯軍侵華，俄國佔領東北，用燒殺手段驅趕中國居民，強佔了江東六十四屯。
此外，韃靼海峽東岸的庫頁島本來是吉林三姓副都統轄境，但清朝只接受其「納貢」，從來不加經營，以致在俄國和日本都侵入該島後還一無所知。道光三十年（1850年）俄國進而宣布庫頁島是它的領土。到了中俄兩國訂立《中俄北京條約》時，清政府竟然置此島於不顧，實際上等於承認了俄國對該島的佔領。光緒元年（1875年），庫頁島完全歸入俄國手中。光緒三十一年（1905年）日俄戰爭後，俄國把北緯50°以南的該島地區劃歸了日本。
由於日俄戰爭後，東北地區的情況變得日益複雜，光緒三十三年（1907年）四月二十日，清政府便將原來的奉天、吉林、黑龍江三將軍的統轄地區，改立奉天、吉林、黑龍江三行省，俗稱東三省，各設巡撫，又設東三省總督統轄。總督和奉天巡撫駐奉天府（今遼寧瀋陽），吉林巡撫駐吉林府（今吉林省吉林市），黑龍江駐龍江府（今黑龍江齊齊哈爾）。三省的各自轄區由於內蒙古哲里木盟一些牧地的的劃入，發生了一些變化。