鴉片戰爭之后，沙俄成立“黑龍江問題特別委員會”，加緊其侵略黑龍江的活動。1849年至1853年，沙俄海軍軍官涅維爾斯科依帶領武裝人員，多次對黑龍江進行非法武裝航行，侵入黑龍江下游地區，建立侵略據點。至1853年，沙俄已經完全控制了包括庫頁島在內的黑龍江下游地區。隨后，在東西伯利亞總督穆拉維約夫的指揮下，大批沙俄侵略軍闖入黑龍江，對中上游北岸和下游兩岸實行軍事占領。

當沙俄瘋狂攫取中國領土時，清廷竟將在東北一直保持的13000八旗兵大部分調往南方，用于鎮壓以太平天國為主的農民起義。留在黑龍江的駐軍只有5500人，在重城璦琿，只有1000人左右，且裝備較差。

1854年至1857年沙俄四次武裝入侵我國黑龍江流域，并在黑龍江下游闊吞屯(沙俄改稱馬林斯克)等處占據村屯、屯兵筑壘，公然實行軍事占領。期間向黑龍江左岸非法移民6000人，相繼建立了庫馬拉、興安、結雅哨所和一些哥薩克村屯。

1858年5月，英法兩國艦隊攻占了渤海岸邊的大沽，逼近京津。這時，穆拉維約夫率領哥薩克部隊，聲稱要“助華防英”，在兩艘炮艦護送下來到璦琿城內與清朝黑龍江將軍奕山進行談判。

5月21日，璦琿談判的前一天，穆拉維約夫參加了英諾森大主教在海蘭泡為圣母報喜堂舉行的奠基典禮，儀式上，穆拉維約夫將海蘭泡改稱為布拉戈維申斯克，意為“報喜城”，迫不及待地預祝他在即將舉行的璦琿談判中獲得成功。5月22日，穆拉維約夫到達璦琿，不急于談判，而是在璦琿副都統衙門舉行了一天飲宴，借以抬高身價。5月23日，中俄雙方在璦琿正式談判。參加談判的中方代表有黑龍江將軍奕山和璦琿副都統吉拉明阿、佐領愛紳泰;俄方代表有東西伯利亞總督穆拉維約夫、外交官彼羅夫斯基、滿語譯員希什馬廖夫。穆拉維約夫一開始就以中英戰爭相要挾，提出沿黑龍江、烏蘇里江劃定兩國國界，并要求黑龍江、松花江、烏蘇里江只準中俄兩國船只行走。奕山以《尼布楚條約》為據斷然拒絕。雙方會談四個小時無果。5月24日，希什馬廖夫奉命送來嚴重侵犯中國主權的俄文條約草案，實質就是要撕毀中俄《尼布楚條約》，強占黑龍江以北、烏蘇里江以東地區。清政府代表愛紳泰拒絕沙俄無理要求，并將草案退回。最后，穆拉維約夫急不可耐，再次親自出馬，以最后通牒的方式，提出條約最后文本。當夜俄軍在黑龍江東岸鳴槍放炮，進行武力威脅。

奕山終于在沙俄的槍炮聲中屈服了。5月28日(咸豐八年四月十六日)，雙方簽訂了《璦琿條約》，又稱《璦琿城和約》。條約規定：1.黑龍江以北、外興安嶺以南60多萬平方公里的中國領土劃歸俄國，黑龍江左岸“江東六十四屯”中國人擁有永久居住權和管轄權;2.烏蘇里江以東的中國領土劃為中俄共管;3.原屬中國內河的黑龍江和烏蘇里江只準中俄船只航行。

《璦琿條約》是沙皇俄國迫使清政府簽訂的中俄第一個不平等條約，也是中國近代史上一次放棄領土擁有權最多的條約。此條約當時未經清政府批準，但后來在《中俄北京條約》確認。條約原存于中華民國外交部，現典藏于臺北外雙溪國立故宮博物院。