15世纪末16世纪初，俄罗斯开始形成统一的国家。16世纪下半叶，俄国军队开始越过乌拉尔山脉向西伯利亚扩张。1643年，俄国土匪波雅科夫等人沿勒拿河支流阿尔丹河入侵黑龙江河谷，中俄边界东段问题由此产生。波雅科夫之后，哈巴罗夫、斯捷潘诺夫等俄国殖民者相继而来。
1650年，哈巴罗夫带领匪徒占领黑龙江沿岸的雅克萨，作为他们在黑龙江的主要侵略据点。同年，以索福诺夫为首的俄罗斯侵略军窜至石勒喀河与尼布楚河交汇的尼布楚地区。1653年，俄国殖民者在这里强行修建了一座小堡垒。这座堡垒很快被当地居民摧毁了。然而，1658年，俄国侵略军在这里修建了涅尔琴斯克堡，并进行军事占领。从此成为俄国在黑龙江中上游的殖民势力中心。
1651年，哈巴罗夫带领土匪来到黑龙江下游的游宏加力河口，在附近的乌扎拉村修建了“阿枪斯克”。清朝宁古塔章京海色得到当地赫哲族报告的敌情。1652年4月，章京海色在赫哲族和达斡尔族的支持下，突袭了阿枪斯克，第一次对俄国侵略者进行了正面打击。
为了抵御俄国的入侵，清政府还加强了在黑龙江的防御，于是瑷珲城建于1674年，齐齐哈尔和墨尔根(嫩江县)建于1682年，1676年将宁古塔将军的治所迁至乌喇(今吉林市)。
1685年，都统彭春率领海军和步兵进攻被俄国土匪占领的雅克萨，杀死并俘虏了100多名俄国军队，毁掉了雅克萨城堡，然后转移到瑷珲。俄国殖民者不甘心失败，从国内派出大量援军，重新占领了雅克萨。1686年，清军再次围攻雅克萨，杀死了托尔布新，彻底歼灭了俄军。
一方面，清政府在军事上是坚决抵抗的;另一方面，写信给沙俄政府，建议进行谈判。此时的沙俄忙于与德国、瑞典争夺西方波罗的海的控制权，与土耳其争夺西亚黑海的出海口，无法大规模东进，只好接受清政府的建议。
1688年，康熙皇帝派出谈判代表，提出了谈判原则：“尼布楚、雅克萨、黑龙江上下游，以及通往这条河的河流之一，一河一溪，都属于我，决不能遗弃在俄国。”就在这时，准噶尔部的噶尔丹配合沙俄侵略，前往漠北进攻喀尔喀蒙古。为了防止他们之间的进一步勾结，并希望早日与沙俄达成协议，1689年，谈判代表接到指示：如果俄罗斯代表“恳求尼布楚，可即以额尔古纳河为界。”
1689年9月7日，双方签订《尼布楚条约》，从法律上确认黑龙江和乌苏里江是中国的内陆河。中方将东边的贝加尔湖和尼布楚地区割让给俄方。这个条约是双方平等协商达成的，中国做出了重大让步。沙俄在条约中获得了巨大的利益!从此，中国失去了苏武牧羊的北海(贝加尔湖)。
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