
As Guerras Russo-Persas (1804-1813 e 1826-1828) foram fundamentais na remodelação das fronteiras políticas do Cáucaso. O Tratado de Gulistão (1813) e o Tratado de Turkmenchay (1828) resultaram em perdas territoriais significativas para o Irão. Esses tratados cederam o Daguestão, a Geórgia e grande parte do que hoje é o Azerbaijão ao Império Russo . Os tratados também estabeleceram as fronteiras modernas entre o Azerbaijão e o Irão e reduziram significativamente a influência iraniana no Cáucaso.
A anexação russa transformou a governação da região. Os canatos tradicionais como Baku e Ganja foram abolidos ou colocados sob o patrocínio russo. A administração russa reorganizou estes territórios em novas províncias, que mais tarde formaram a maior parte do atual Azerbaijão. Esta reorganização incluiu o estabelecimento de novos distritos administrativos, como Elisavetpol (agora Ganja) e o distrito de Shamakhi.
A transição do domínio iraniano para o russo também provocou mudanças culturais e sociais significativas. Apesar da imposição da lei e dos sistemas administrativos russos, a influência cultural iraniana permaneceu forte entre os círculos intelectuais muçulmanos em cidades como Baku, Ganja e Tbilisi ao longo do século XIX. Durante este período, uma identidade nacional do Azerbaijão começou a se unir, influenciada tanto pelo passado persa da região quanto pelo novo quadro político russo.
A descoberta de petróleo em Baku durante o final do século XIX transformou o Azerbaijão numa importante zona industrial e económica dentro do Império Russo. O boom do petróleo atraiu investimento estrangeiro e levou a um rápido desenvolvimento económico. No entanto, também criou disparidades gritantes entre os capitalistas, em grande parte europeus, e a força de trabalho muçulmana local. Este período assistiu a um desenvolvimento infra-estrutural significativo, incluindo o estabelecimento de ferrovias e linhas de telecomunicações que integraram ainda mais o Azerbaijão na esfera económica russa.