21 мая (2 июня) 1856 года на левый берег Амура, неподалёку от устья Зеи прибыл военный отряд численностью около 500 солдат, которые занялись расчисткой территории, подготовкой её для размещения будущих переселенцев. Солдаты выкорчёвывали лес, готовили брёвна для построек, расчищали место под огороды.

29 июня (11 июля) прибыла первая группа переселенцев в количестве 60 человек, собранная из забайкальских казаков. Руководил отрядом сотник М. Г. Травин. Они должны были продержаться на посту зиму, чтобы в следующем году принять новую партию переселенцев.

В 1857 году, по Амуру прибыли ещё сто человек забайкальских казаков с семьями для постоянного жительства. Таким образом, к весне 1858 года на берегах Амура уже жили русские люди. Сложилась благоприятная обстановка для документального закрепления этих территорий за Российской империей. Эта почётная миссия была возложена на генерала-губернатора Н. Н. Муравьёва.

9 (21) мая владыка Иннокентий заложил в Усть-Зейской станице храм в честь Благовещения Пресвятой Богородицы. 12 (24) мая начались переговоры между представителями Цинской империи и чиновниками российского внешнеполитического ведомства во главе с Н. Н. Муравьёвым. Переговоры велись 5 дней, сопровождаясь многочисленными церемониями по китайским и русским обычаям. 16 (28) мая 1858 года был подписан Айгунский договор, по условиям которого весь левый берег Амура признавался российским.

21 мая (2 июня) текст договора и план дальнейших действий, предложенных Н. Н. Муравьёвым, были отправлены для ознакомления императору Александру II. По факту решения этой сложной задачи с разграничением территорий император возвёл Муравьёва в графское достоинство. К фамилии Муравьёва было присоединено прилагательное «Амурский». 5 (17) июля 1858 года императорским указом был учреждён город Благовещенск.

8 (20) декабря 1858 года высочайшим повелением императора Александра II была основана Амурская область. Благовещенск стал её административным центром. Город до сих пор является форпостом России на берегах Амура, защищая дальневосточные рубежи страны.

В 1867 году в Благовещенске проездом побывал Н. М. Пржевальский.

В 1876 году первым городским головой стал М. О. Макеевский.

В 1888 году в городе заработал первый в Приамурье чугунолитейный завод (ныне судостроительный). Основатель  купец Н. С. Львов.

В городе была развита деревообрабатывающая промышленность.

К концу XIX века город являлся большим речным портом и промышленным центром.

Тем не менее, Благовещенск являлся купеческим городом. Несколько крупнейших торгово-промышленных домов, таких как «Кунст и Альберс», «И. Я. Чурин и Ко», и многочисленные купцы обеспечивали горожан разнообразием товаров.

А. П. Чехов, побывавший в Благовещенске в 1890 году, оставил в своих письмах такие записи: «Здесь не боятся говорить громко. Арестовывать здесь некому и ссылать некуда, либеральничай сколько влезет. Народ всё больше независимый, самостоятельный и с логикой; я влюблён в Амур, охотно бы пожил на нём года два. И красиво, и просторно, и свободно, и тепло. Последний ссыльный дышит на Амуре легче, чем самый первый генерал в России; Амур чрезвычайно интересный край. Жизнь тут кипит такая, о какой в Европе и понятия не имеют».

В 1891 году город посетил цесаревич Николай, будущий российский император Николай II. Первый поезд из Благовещенска в Петербург отправился 13 (26) декабря 1913 года.

В ноябре 1922 года Амурская область стала Амурской губернией, Благовещенск оставался губернским центром вплоть до марта 1926 года. Все нормы Конституции РСФСР и советское законодательство вступили в силу в городе только в 1924 году.

В 1920-е годы в городе развивалась торговля по всем законам приграничного города, включая законный товарообмен и контрабанду. С китайской стороны в город поступал, в основном, спирт, который выменивался в тайге на золото.

До конца 1980-х годов въезд для жителей других регионов СССР в пограничный Благовещенск был ограничен, въезд иностранцев был воспрещён. Для посещения города требовалось приглашение друзей или родственников и специальный пропуск. Благодаря этому обстоятельству преступность в городе практически отсутствовала. Но ограничение на въезд также не способствовало приросту населения; 100 000 жителей Благовещенск набрал только к своему 100-летию в 1958 году.

В период с ноября 1975 года по 1994 год в Благовещенске существовало 2 городских района: Ленинский, включавший в себя восточную часть города, и Пограничный, располагавшийся на западе Благовещенска. Граница между районами проходила по улице 50-летия Октября.