Российская империя постепенно присоединила эти земли, издревле известные на Руси как Дикое поле, в ходе войн с Крымским ханством и Османской империей. На протяжении XV—XVII веков на месте будущей Новороссии располагалось Крымское ханство, на западе — Молдавское княжество, в северной части — земли запорожских казаков, подчинённых Речи Посполитой. После Переяславской рады и вхождения Гетманщины в состав Русского царства последнее активизировало продвижение на юг и процесс колонизации территории. Заселение края началось с основания небольших военных поселений, гарнизоны которых состояли из запорожских казаков и царских служилых людей. Многие из этих поселений являлись укреплёнными острогами и станицами, которые препятствовали крымско-ногайским набегам. В первой половине XVIII века здесь впервые была чётко определена граница между Россией и Турцией.
В 1752 г. было образовано первое военно-земледельческое поселение сербов и венгров из Габсбургской империи, получившее название Новой Сербии, позднее за ними последовали болгары и волохи. В дальнейшем край был разделён на Новую Сербию (от польских земель до Днепра) и Славяносербию (к востоку от Днепра вдоль Украинской пограничной линии).
В 1764 г. территория дислокации гусарских полков новосербского военного корпуса, в которых состояло всё местное мужское население, была преобразована в Новороссийскую губернию, куда вошли Славяносербия и Украинская линия. Первоначально Новороссия охватывала территорию Бахмутского уезда, Миргородского и Полтавского полков (из Гетманщины). C 1765 г. центром губернии был Кременчуг.
Освоение Новороссии приобрело массовый характер с конца XVIII в. под руководством князя Потёмкина, ставшего губернатором Новороссии в 1774 г., имевшего для этой задачи от императрицы Екатерины II почти неограниченные полномочия. При нём к Новороссии было присоединено историческое Запорожье – уничтожена Запоржская Сечь в 1775 г., построен новый центр Екатеринослав (1776). Земли запорожцев стали раздаваться частным лицам, принимавшим на себя обязательство заселить их вольными или крепостными людьми. Земли эти могли получать чиновники, штаб и обер-офицеры и иностранцы; исключались только однодворцы, крестьяне и помещичьи люди. Таким образом, искусственно создавалось крупное землевладение в том крае, который до сих пор почти не имел помещичьего и крепостного элемента. Минимальным участком было 1500 десятин удобной земли. Условия получения земель были очень выгодные: на 10 лет давалась льгота от всех повинностей; в течение этого времени владельцы должны были заселить свои участки в таком расчёте, чтобы на каждые 1500 десятин приходилось по 13 дворов.В 1778 г. самым юго-западным городом Новороссии стал Херсон. В 1789 г. основан г. Николаев при впадении Ингула в Буг.
Огромное влияние на успешное заселение черноморских степей оказало присоединение Крыма в 1783 г. Вместе с побережьями Чёрного и Азовского морей Россия получила выход к морю, и ценность Новороссийского края значительно увеличилась. Таким образом, со 2-й пол. XVIII-го в. начинается активная колонизация края.
Кроме постройки укреплённых линий и городов, колонизационная деятельность русского государства и народа выражалась ещё в основании целого ряда различных селений – сёл, деревень, слобод, местечек, хуторов. Жители их принадлежали к малорусскому и русскому народу (не считая иностранцев). В малороссийской колонизации делится три элемента – запорожских поселенцев, выходцев из заднепровской (правобережной) Малороссии и переселенцев из левобережной и отчасти слободской Украины. Русские селения были перемешаны с малорусскими. Все земли, предназначенные для заселения, также делились на казённые, или государственные, и частные, или помещичьи. Поэтому всё русское население Новороссийского края можно разделить на две большие группы – свободных поселян, живших на государственных землях, и владельческих, помещичьих крестьян, селившихся на землях частных лиц и вступавших в зависимость от них.
После войны с Турцией 1787-1791 гг. Россия получила Очаковскую область между Бугом и Днестром, которая стала впоследствии Херсонской губернией. Её также требовалось оградить линией пограничных укреплений. В Очаковской области до присоединения к России было 4 города – Очаков, Аджидер (позднее Овидиополь), Хаджибей (Одесса) и Дубоссары, около 150 сёл, населённых татарами и молдаванами и ханские слободы, заселённые беглыми малороссиянами. По карте, составленной около 1790 г., там было около 20 тысяч лиц мужского пола. Первые меры, принятые правительством для заселения новоприобретённой от Турции Очаковской области, были следующие. Прежде всего Екатерина II поручила губернатору Каховскому осмотреть новую территорию, разделить её на уезды, назначить места под города и представить обо всём этом план. Затем ему нужно было распределить земли как под казённые слободы, так и для помещиков, с обязательством заселить эти земли и следить за тем, чтобы казённые селения не смешивались с помещичьими. Для приведения в исполнение этих указаний после смерти Потёмкина в 1792 г. была учреждена экспедиция строения южных крепостей, во главе которой поставлен екатеринославский губернатор Каховский. Было приказано построить новые крепости на Днестре против Бендер (Тирасполь), на Днестровском лимане (Овидиополь), у Хаджибейского замка (Одесса), на развалинах Очакова. Эти пункты не имели особого военного значения, гораздо важнее были южные районы, прилегающие к Чёрному морю. Здесь на месте турецкой крепости Хаджибей был основан город, которому суждено было занять первое месте среди всех городов Новороссийского края – Одесса (1794). С постройкой Днестровской линии явилась возможность сосредоточить свои заботы исключительно на мирных культурных задачах.
В административном плане Новороссийская губерния существовала в период правления Екатерины II с 1764 по 1775 гг. Павел I указом в 1796 года возродил Новороссийскую губернию с центром в Екатеринославе (при Павле І носил название Новороссийск,), где уездными городами были Бахмут, Екатеринослав, Елисаветград, Константиноград, Мариуполь, Ольвиополь, Павлоград, Перекоп, Ростов, Симферополь, Тирасполь, Херсон. Она существовала по 1802 г., после чего была разделена на Херсонскую, Екатеринославскую и Таврическую губернии.
Характерной особенностью заселения Новороссийского края было использование иностранных колонистов, которые сыграли чрезвычайно важную роль. Так как в самой России в то время население было не очень велико, было принято решение для заселения Новороссийского края прибегнуть к помощи иностранцев. Одним из самых значительных иностранных поселений в Новороссии стало поселение немцев-меннонитов (баптистов). Они выехали из Пруссии (окрестности Данцига) в начале 1789 г. в числе 228 семей и заключили через своих депутатов специальный договор с правительством. На основании этого договора они получали те же льготы, что и другие иностранцы, а также деньги на путевые расходы, кормовые деньги, семена для посева, право заводить фабрики, заниматься торговлей, вступать в гильдии и цехи, и лес на постройки. Земли им были отведены в Екатеринославской губернии на правом берегу Днепра с островом Хортицей, где они основали 8 деревень. С 1793 по 1796 гг. еще 118 других семейств поселились на тех же условиях. Были основаны также греческие поселения. После того, как Крым получил независимость от Османской империи, в 1779 г. из него выселилось много греческих и армянских семей (греков – 20тыс.). На основании жалованной грамоты им была отведена для поселения земля в Азовской губернии, по побережью Азовского моря. Жалованная грамота предоставляла им значительные льготы – исключительное право рыбной ловли, казенные дома, свободу от военной службы. Часть из них погибла еще на пути от болезней и лишений, а оставшиеся основали город Мариуполь и 20 селений в окрестностях его. В Одессе греки также пользовались значительными льготами, заведовали местной торговлей. В Таганроге, Кречи и Ениколе поселились албанцы, которые также отличались зажиточностью. Вместе с греками стали переселяться в Новороссию армяне, и в 1780 г. основали город Нахичевань. Начало переселения молдаван относится ещё к царствованию императрицы Елизаветы Петровны; они в большом количестве вошли в состав Новосербии. Другая партия молдаван в кон. XVIII - нач. XIX вв. основала города и селения по р. Днестру – Овидиополь, Новые Дубоссары, Тирасполь и др.
Плодородный чернозем, благоприятный климат, но в первую очередь, лучшие, чем центральной России, условия хозяйственной деятельности, привели к бурному развитию сельского хозяйства Новороссии, губернии которой давали четверть всех зерновых в стране и еще большую долю в хлебном экспорте. Здесь же развивалось табаководство, бахчеводство, виноградарство. Во второй половине 30-х —40-х годах XIX в. усилились темпы хозяйственного освоения Новороссии, однако жители этого края находились под влиянием сил природы. Урожайные годы чередовались с неурожайными, засуха – с набегами саранчи. Количество скота то увеличивалось, то резко сокращалось в результате бескормицы или эпидемии. Население края в эти годы преимущественно занималось скотоводством. Таким образом, в 40-х годах и земледелие и животноводство Новороссии находились на подъеме, но в 1848—1849 гг. им был нанесен тяжелый удар. Земледельцы не смогли собрать и посеянных семян, а животноводы сильно пострадали от чрезвычайно губительных падежей скота. И все же хозяйство района развивалось, преодолевая воздействия климата. Промышленность же в 1830-1840-х годах ещё не получила развития, поэтому сельское хозяйство оставалось основным занятием населения края.
Промышленное производство, особенно после отмены крепостного права, также отличалось особо быстрыми темпами. Известно, например, что создание на базе донецкого угля и криворожской руды черной металлургии Юга России шло невиданными в мировой истории темпами. За 30 лет, с 1867 по 1897 гг. металлургия Юга увеличила выплавку чугуна в 828 раз. Необходимо отметить, что если Россия между 1861 и 1914 гг. занимала первое место в мире по промышленному росту, то в самой России наиболее быстро развивался именно причерноморский регион. Донбасс к началу ХХ века вообще стал одним из важнейших в экономическом плане районов страны.
В итоге население здесь приобрело пёстрый состав. К 1779 г. большинство в Новоросии составили украинцы (64,75 %), наиболее многочисленные в сельской местности; на втором месте — молдаване (11,3 %), проживающие в Бессарабии; русские (9,85 %) долгое время составляли большинство населения городов, а также активно селились во многих сельских районах, греки (6,31 %) — в селах Мариупольского уезда. Евреи селились преимущественно в городах, болгары составляли значительный процент населения в Бердянском уезде и на юге Бессарабии, немцы составляли почти четверть населения Перекопского уезда. На 1914 крупнейшими этнографическими группами в Екатеринославской, Херсонской и Таврической губерниях были украинцы 56,7 %, русские — 21,2 %, евреи — 7,4 %, немцы — 4,4 %, греки — 3,5 %, молдаване — 2,8 %, татары и турки — 1,2 %, поляки — 0,8 %, болгары — 0,4 %.
Крупнейшими городами Херсонской губернии в конце 50-х годов XIX в. оставались Одесса (95 676 чел.), Николаев (38 479 чел.), Херсон (28 225 чел.) и Елисаветград (18 000 чел.). В Екатеринославской губернии крупнейшими городами были Таганрог (21 279 чел.), Нахичевань (14 507 чел.), Екатеринослав (13 415 чел.) и Ростов (12 818 чел.). Одесса сохраняла значение крупнейшего города России, уступающего по числу жителей только Петербургу и Москве. В 1897 г., согласно общероссийской переписи населения, в Херсонской губернии насчитывалось 2, 9 млн. жителей, в области Войска Донского - 2, 6 млн., Бессарабской губернии проживало 1,9 млн.чел, в Екатеринославской - 1,8 млн, в Таврической - 1,4 млн. Всего - 10 875 тысяч жителей. В начале ХХ столетия быстрый рост населения продолжался, как в результате продолжающегося притока населения, так и в результате естественного прироста, самого высокого в стране. К 1914 году в Новороссии проживало 14 782 тысячи жителей.
