В 1857 году генерал-губернатор Восточной Сибири Н. Н. Муравьев-Амурский заселил Амурскую область по левому берегу р. Амур, и по Астгунскому договору (1858 год) Китай уступил его России. В 1860 году, по договору, заключенному графом Н. П. Игнатьевым в Пекине, к России был присоединен также Уссурийский край (Приморский край), где вскоре началось строительство городов — Благовещенска, Хабаровска, Николаевска, Владивостока. В обмен на Курильские острова Япония уступила России южную часть о. Сахалина. В 60-е годы XIX века был решен вопрос о продаже США российских владений в Северной Америке. Эти отдаленные и слабозащищенные территории содержать России становилось всё труднее. Испытывая финансовые трудности и желая заручиться поддержкой США против Англии, Россия согласилась продать в 1867 году полуостров Аляска (территория свыше 1,5 млн кв. км) Северо-Американским Соединенным Штатам за 7,2 млн долларов (около 14 млн р.).
Среднеазиатские ханства были объектом соперничества между Россией и Англией. Среднеазиатский регион представлял для России большой интерес как рынок сбыта ее промышленных товаров и источник сырья для текстильной промышленности. В 1864 году началось решительное наступление русских сил на Кокандское ханство. К осени 1864 года отряды полковника М. Г. Черняева и полковника Н. А. Верёвкина овладели городами Туркестан, Чимкент и предприняли наступление на Ташкент. Завоеванная территория от Аральского моря до озера Иссык-Куль была объединена в Туркестанскую область (военный губернатор М. Г. Черняев). В июне 1865 года Черняев овладел важнейшим городом Кокандского ханства Ташкентом (свыше 100 000 жителей). В 1867 году на занятых землях было образовано Туркестанское генерал-губернаторство (генерал-губернатор К. П. Кауфман). В результате войн 1868–1876 годов всё Кокандское ханство было присоединено к России, а Хива и Бухара потеряли часть своих владений. В начале мая 1868 года русскими войсками был взят Самарканд; армия бухарского эмира разбита на подступах к Бухаре, и в конце мая 1873 года Россия овладела Хивой. В 1861 году генерал М. Д. Скобелев без единого выстрела присоединил к России текинскую крепость Геоктепе. В 1884 году русские войска заняли Мерв. К середине 90-х годов XIX века границы Российской империи на юге определялись договором с Англией. Средняя Азия превращалась в российскую колонию, однако, избавлялась от рабства, работорговли и произвола ханов.
Рост национально-освободительного движения народов Балканского полуострова против османского ига и вмешательство европейских держав в балканские дела вызвали в середине 70-х годов «балканский кризис». Российское правительство стремилось к отмене ограничений, наложенных на Россию Парижским миром 1856 года (отменены в 1871 году), к расширению своего влияния на Балканах и установлению контроля над проливами, связывающими Черное и Средиземное моря. Для достижения своих целей русское правительство использовало национально-освободительную борьбу балканских народов (восстание в Боснии и Герцеговине в 1875 году, в Болгарии — в 1876 году). В апреле 1877 года Александр II объявил войну Турции (русско-турецкая война 1877–1978 годов). Наступление русской армии велось в трех направлениях. Отряд генерала И. В. Гурко наступал в центре по направлению к Пловдиву; западный отряд под командованием генерала Н. П. Криденера наступал на Никополь — Плевну, восточный (Рущукский) отряд под командованием наследника престола Александра Александровича (будущего императора Александра III) должен был сковывать действия турецких войск в четырехугольнике крупных крепостей — Рущука, Шумлы, Варны и Силистрии. Отряд Гурко почти без потерь занял Тырново и овладел Шипкинским перевалом, откуда открывался путь через Балканский хребет в Южную Болгарию. Между тем главные силы русской армии надолго увязли под Плевной (обороной которой руководил Осман-паша). Трехкратный штурм был отбит с большими потерями для русских войск. Пришлось перейти к длительной осаде. План осады был составлен героем Севастополя — генералом Э. И. Тотлебеном. Лишь в начале декабря 1877 года Плевна пала. Осенью-зимой 1877 года турки тщетно пытались вернуть Шипкинский перевал; продолжалась героическая оборона Шипки русскими и болгарами.
Падение Плевны предрешило исход войны. В середине декабря 1877 года отряд Гурко преодолел Балканы и занял г. Софию. Части под командованием Ф. Ф. Радецкого перешли Шипкинский перевал, а в январе 1878 года нанесли крупное поражение армии генерала Сулеймана-паши. В январе 1878 года русские войска овладели Филиппополем и Адрианополем и подступились к Константинополю. На Кавказском фронте русский корпус под командованием Н. Г. Лорис-Меликова овладел крепостями Баязет, Ардаган, Карс. Успехи русских войск вызвали тревогу у Англии, которая направила военную эскадру в Мраморное море. Между тем, 19 февраля (3 марта) 1878 года в местечке Сан-Стефано был подписан предварительный русско-турецкий мирный договор. Турция признавала образование и независимость Сербии, Черногории и Румынии, признавала образование автономного княжества Болгарии (от Дуная до Эгейского моря), уступала России Карс, Батум, Баязет в Закавказье. Условия Сан-Стефанского мира вызвали протесты Англии и Австрии. Под их нажимом русское правительство вынуждено было согласиться на созыв общеевропейского конгресса в Берлине летом 1878 года (председатель О. Бисмарк). Русская делегация (возглавлял А. М. Горчаков) вынуждена была пойти на изменения условий Сан-Стефанского мира. Территория Болгарии была сильно сокращена. Австро-Венгрия получила право на неопределенный срок оккупировать Боснию и Герцеговину. Англия оккупировала о. Кипр.
Вступив на престол, Александр III первоначально поддерживал традиционную дружбу с Германией. В то же время в 1879 году Германия заключила союз с Австро-Венгрией, а в 1882 году совместно с Италией они образовали «Тройственный союз». Ранее, в 1881 году, был заключен «союз трех императоров»: русского, германского и австрийского (просуществовал до 1887 года). Политическая напряженность в отношениях России и стран Западной Европы стала усиливаться, когда на германский престол вступил воинственный император Вильгельм II. Также незавидным было дипломатическое положение России на Балканах в 80—90-х годах XIX века: Румыния и Сербия, не получив того, чего они добивались в 1878 году, и приписывая свою неудачу России, были настроены враждебно по отношению к ней. Александр III порвал дипломатические отношения с Болгарией. В то же время с конца 80-х годов XIX века началось сближение России с Францией. Оно завершилось в 1889 году заключением союза. Союз этот до поры до времени оставался негласным, но когда император Вильгельм II заявил о существовании союза Германии, Австро-Венгрии и Италии, направленного, в сущности, против России, Александр III объявил о союзе России с Францией. Россия и Франция обменялись визитами кораблей военно-морского флота. Существование этих союзов стабилизировала ситуацию, и в Европе на сравнительно долгий промежуток времени утвердился мир. К Александру III пришла слава царя-миролюбца. В последние годы царствования Александра III российская дипломатия устремила внимание на дальневосточные границы. Экономически это было реализовано в строительстве Транссибирской железнодорожной магистрали.
В октябре 1894 года Александр III скончался в Ливадии. Императором России стал его сын — Николай II (годы царствования — 1894–1917), в период правления которого на долю России выпали тяжкие испытания.