鸦片战争之后，沙俄成立“黑龙江问题特别委员会”，加紧其侵略黑龙江的活动。1849年至1853年，沙俄海军军官涅维尔斯科依带领武装人员，多次对黑龙江进行非法武装航行，侵入黑龙江下游地区，建立侵略据点。至1853年，沙俄已经完全控制了包括库页岛在内的黑龙江下游地区。随后，在东西伯利亚总督穆拉维约夫的指挥下，大批沙俄侵略军闯入黑龙江，对中上游北岸和下游两岸实行军事占领。
当沙俄疯狂攫取中国领土时，清廷竟将在东北一直保持的13000八旗兵大部分调往南方，用于镇压以太平天国为主的农民起义。留在黑龙江的驻军只有5500人，在重城瑷珲，只有1000人左右，且装备较差。
1854年至1857年沙俄四次武装入侵我国黑龙江流域，并在黑龙江下游阔吞屯(沙俄改称马林斯克)等处占据村屯、屯兵筑垒，公然实行军事占领。期间向黑龙江左岸非法移民6000人，相继建立了库马拉、兴安、结雅哨所和一些哥萨克村屯。
1858年5月，英法两国舰队攻占了渤海岸边的大沽，逼近京津。这时，穆拉维约夫率领哥萨克部队，声称要“助华防英”，在两艘炮舰护送下来到瑷珲城内与清朝黑龙江将军奕山进行谈判。
5月21日，瑷珲谈判的前一天，穆拉维约夫参加了英诺森大主教在海兰泡为圣母报喜堂举行的奠基典礼，仪式上，穆拉维约夫将海兰泡改称为布拉戈维申斯克，意为“报喜城”，迫不及待地预祝他在即将举行的瑷珲谈判中获得成功。5月22日，穆拉维约夫到达瑷珲，不急于谈判，而是在瑷珲副都统衙门举行了一天饮宴，借以抬高身价。5月23日，中俄双方在瑷珲正式谈判。参加谈判的中方代表有黑龙江将军奕山和瑷珲副都统吉拉明阿、佐领爱绅泰;俄方代表有东西伯利亚总督穆拉维约夫、外交官彼罗夫斯基、满语译员希什马廖夫。穆拉维约夫一开始就以中英战争相要挟，提出沿黑龙江、乌苏里江划定两国国界，并要求黑龙江、松花江、乌苏里江只准中俄两国船只行走。奕山以《尼布楚条约》为据断然拒绝。双方会谈四个小时无果。5月24日，希什马廖夫奉命送来严重侵犯中国主权的俄文条约草案，实质就是要撕毁中俄《尼布楚条约》，强占黑龙江以北、乌苏里江以东地区。清政府代表爱绅泰拒绝沙俄无理要求，并将草案退回。最后，穆拉维约夫急不可耐，再次亲自出马，以最后通牒的方式，提出条约最后文本。当夜俄军在黑龙江东岸鸣枪放炮，进行武力威胁。
奕山终于在沙俄的枪炮声中屈服了。5月28日(咸丰八年四月十六日)，双方签订了《瑷珲条约》，又称《瑷珲城和约》。条约规定：1.黑龙江以北、外兴安岭以南60多万平方公里的中国领土划归俄国，黑龙江左岸“江东六十四屯”中国人拥有永久居住权和管辖权;2.乌苏里江以东的中国领土划为中俄共管;3.原属中国内河的黑龙江和乌苏里江只准中俄船只航行。
《瑷珲条约》是沙皇俄国迫使清政府签订的中俄第一个不平等条约，也是中国近代史上一次放弃领土拥有权最多的条约。此条约当时未经清政府批准，但后来在《中俄北京条约》确认。条约原存于中华民国外交部，现典藏于台北外双溪国立故宫博物院。