Первое правовое оформление государственного рубежа России с Китаем в среднеазиатском регионе связано с уже упоминавшимся Пекинским договором, заключенном 2 ноября 1860 года. Согласно ему российско-китайская граница в Центральной Азии устанавливалась лишь в общих чертах, поскольку требовались значительные уточнения с проведением демаркационных работ с учетом прохождения большей части границы в горной местности. Однако установленное разграничение уже учитывало реальное соотношение сил, сложившееся к тому времени, в том числе – вступление в русское подданство казахов и киргизов, активное продвижение русских в Семиречье и Притянынанье.
Для дальнейшего установления основных ориентиров на значительном участке границы от Западных Саян до горных систем Тянь-Шаня 25 сентября 1864 года был подписан Чугучакский протокол. Будучи дополнением к Пекинскому договору, он определил конкретное прохождение границы от западных отрогов Алтая до Тянь-Шаньского хребта, закрепив фактическое положение, которое сложилось на тот момент в Центральной Азии. Однако демаркация границы по Чугучакскому протоколу не была начата сразу после подписания, из-за восстания тайпинов и антикитайских мусульманских восстаний в западных районах Китайской империи.
По решению российского правительства к охране новых рубежей в пределах нынешнего Казахстана и Северной Киргизии были привлечены казаки Семиреченского казачьего войска, сформированного в 1867 году, а также полки Сибирского казачьего войска. Примечательно, что с образованием в 1893 году Отдельного корпуса пограничной стражи (ОКПС) большую часть государственной границы России охраняли пограничники корпуса. Однако на её юго-восточном участке сторожевую службу несли казаки Семиреченского войска, вплоть до 1918 года оставались, по существу, единственной реальной военной силой для поддержания стабильности в среднеазиатском регионе.
С 1867 года контакты по установлению рубежа между китайскими и российскими сторонами возобновились. Однако 1870 году процесс уточнения границы затормозило восстание народов Синьцзяна, грозившее распространиться на территорию Семиречья. Такое положение привело к вводу в 1871 году в Илийский край, контролируемый Китаем, российских войск. Это вызвало ряд разногласий между двумя государствами.